Thermochemical calculations of the oxidation behavior of Nb2AlC MAX phase in ZrO2–matrix composites
Thermochemical calculations of the oxidation behavior of Nb2AlC MAX phase in ZrO2–matrix composites
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ZrO2基复合材料中Nb2AlC MAX相氧化行为的热化学计算
DOI：
10.1016/j.ceramint.2018.05.249
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发表时间：
2018
影响因子：
5.2
通讯作者：
P. Greil
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Stumpf;J. Biggemann;T. Fey;K. Kakimoto;P. Greil
通过热化学相平衡计算和氧化实验研究了Y-TZP/Nb 2AlC复合材料在1200 °C下的氧化行为。致密的表面反应层的生长需要氧从表面迁移到反应前沿，并且可能形成氧含量的梯度。相平衡计算结果表明，在低氧浓度下，Al的优先氧化有利于Nb_2AlC的热分解，生成Al_2O_3和Nb碳化物。随着氧含量的增加，形成各种Nb氧化物，并且在Nb 2AlC颗粒完全氧化后，最终存在NbAlO 4和Nb 2 O 5的混合物。实验测量证实了在1200 °C下形成了主要由NbAlO 4和共掺杂（Nb，Y）-TZP基体组成的致密氧化反应层。
The oxidation behavior of Y-TZP/Nb2AlC composite was explored by thermo-chemical phase equilibrium calculations and experimental oxidation studies at 1200 °C. Growth of a compact surface reaction layer requires migration of oxygen from the surface to the reaction front and a gradient of oxygen content is likely to develop. The results of phase equilibria calculations show that at low oxygen concentration preferential oxidation of Al favors thermal degradation of Nb2AlC which yields Al2O3and Nb-carbides. With increasing oxygen content various Nb-oxides are formed and finally a mixture of NbAlO4and Nb2O5is present after full oxidation of a Nb2AlC particle. Experimental measurements confirmed the formation of a compact oxidation reaction layer at 1200 °C composed mainly of NbAlO4and a co-doped (Nb,Y)-TZP matrix.
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