1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来,陶瓷由于其较高熔点、低密度、高硬度等优点开始应用到汽车、飞机和火箭的发动机上。但从高温强度、 蠕变、热膨胀和抗热震等多方面考虑 , 能够作为超高温结构材料使用的陶瓷或陶瓷基复合材料并不多, 主要是碳化物和硼化物^[1]。相较与传统陶瓷材料，将两种或两者以上碳化物、硼化物按一定配比混合制备得到的共晶陶瓷，具有细小均匀的棒状或片状组织结构，表现出良好的高温稳定性与优异的机械性能，作为超高温结构材料具有广泛的应用前景。

关于碳化物-硼化物系二元共晶陶瓷的合成与表征已有大量研究报道：

c. c. sorrell等人利用浮区法定向凝固合成了具有规则片状组织结构的zrc-zrb₂,zrc-tib₂和tic-tib₂共晶陶瓷并研究了晶粒的生长方向^[2]； rong tu等人利用电弧熔炼法合成了具有片状组织结构的zrb₂–sic^[3][4]和b₄c-hfb₂^[5]共晶陶瓷并表征了其性能；wen-jun li等人利用电弧熔炼法合成了具有片状组织结构的tib₂–sic共晶陶瓷并表征了其性能^[6]；itaru gunjishima等人利用浮区法定向凝固合成了具有棒状组织结构的b₄c–tib₂共晶陶瓷，研究了其晶体取向和表征了其性能^[7]；i. bogomol等人利用基于无坩埚区熔化的浮区法合成了具有棒状组织结构的b₄c–tib₂共晶陶瓷并表征了其高温强度^[8]，之后又研究了夹杂物的生长机理^[9]；anton v. polotai等人利用激光表面处理定向凝固合成了具有片状组织结构的b₄c–tib₂共晶陶瓷^[10]，之后又表征了其硬度^[11]；dmytro demirskyi等人利用电火花等离子体烧结技术原位合成了具有棒状组织结构的b₄c–tab₂^[12][13]和b₄c–nbb₂^[14][15]共晶陶瓷并表征了其性能，之后又分析了b₄c–tab₂共晶陶瓷的高温弯曲强度行为^[16]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：使用b₄c、crb₂两种原料，配置成多种不同组分的混合均匀的原料粉末，利用电弧熔炼法制备b₄c-crb₂系共晶陶瓷材料。

材料表征：对b₄c-crb₂系共晶陶瓷材料进行结构表征和综合性能表征，通过xrd、fesem和eds等手段对块体材料的物相组成、元素分部、微观结构、晶体取向等进行表征。并采用维氏硬度计、电导率测定仪、热导系数测定仪以及热膨胀系数测定仪对材料的硬度、断裂韧性、电导率、热导率和热膨胀系数进行测定。

3. 研究计划与安排

第1－4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第5－10周：按照设计方案，制备b₄c-crb₂系共晶陶瓷材料。

第11－14周：采用xrd、fesem等测试技术对陶瓷材料的物相、显微结构、电学性能、热学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张勇, 何新波, 曲选辉,等. 超高温材料的研究进展及应用[j]. 材料导报,2007, 21(12):60-64.

[2] sorrell c c,beratan h r, bradt r c, et al. directional solidification of (ti, zr) carbide‐(ti, zr)diboride eutectics[j]. journal of the american ceramic society, 2010,67(3):190-194.

[3] tu r, hirayama h, gotot. preparation of zrb₂–sic composites by arc melting and theirproperties[j]. journal of the ceramic society of japan, 2008,116(1351):431-435.