用難熔碳化物ZrC、HfC、TaC制備的陶瓷復合材料是一類最富潛力的非氧化物高溫結構材料。HfC和TaC由于價格昂貴、制備技術和設備要求很高,其大規模使用受到限制。而ZrC價格相對較低,同時也具有碳化物陶瓷優異的性能,如高熔點(3420℃)、高硬度(顯微硬度為26GPa)和優良的導電(常溫下電導率為78×10-6Ω·cm)、導熱(熱導率為20W/(m·K))等性能,故ZrC陶瓷復合材料被認為是一種極具生命力和發展潛力的現代化工程結構材料,有望在民用、軍事等領域獲得廣泛應用。

　　ZrC一般多與其他材料復合使用,主要作為增強相加入到其他材料中改善它們的性能。把ZrC作為增強相加入到其他陶瓷材料基體中,可提高材料的強度、韌性、抗氧化性能及抗熱震性能等,使這些復合陶瓷材料具備單相物質所不具有的優異性能,從而擴大了其應用范圍。

　　一. ZrC-ZrB2陶瓷復合材料

　　據報道,ZrB2和ZrC之間有很好的相容性,這可以顯著提高材料的燒結性和力學性能。通過定向凝固制備層片狀的ZrC-ZrB2共晶材料,具有高的顯微硬度(24.02GPa)和斷裂韌性(5.44MN/m3/2)。將ZrB2、B4C、Zr混合,并加入聚乙二醇作為結合劑,用液相浸透反應法可制備ZrB2/ZrC/Zr致密材料(1900℃、10h真空爐燒成),復合材料的斷裂韌性為11.5MPa·m1/2,抗彎性能為570MPa。

　　二.ZrB2-ZrC-SiC陶瓷復合材料。

　　ZrB2-SiC復合材料具有高的強度和抗氧化性,SiC的加入有利于ZrB2的燒結。調整SiC的含量可以很好地優化其結構和氧化燒蝕性能。將ZrC加入到ZrB2-SiC體系中,形成了三元ZrB2-SiC-ZrC復合材料,改善了ZrB2-SiC體系的顯微組織和性能,尤其是高溫的抗燒蝕性能。三元陶瓷的綜合性能優于ZrB2-SiC,材料的最佳配方是ZrB2、ZrC、SiC三組元的體積比為64∶20∶16。另有報道,采用原位反應合成法,經過熱壓燒結,將Zr、SiB4、石墨混合可制得ZrB2-SiC-ZrC復合陶瓷,當ZrB2與SiC的物質的量比為2時,復合陶瓷具有最好的抗氧化性能,與純ZrB2相比,抗氧化性能大大提高。

　　三.ZrC-TiB2共晶材料。

　　共晶定向凝固可以產生有序排列,而且與單一成分或傳統方法制備的任意方向復合材料相比,原位內生復合材料具有高度熱穩定性、半連貫和連貫的相間粘結以及高的強度。金屬碳化物和硼化物高度難熔的本質和優異的力學性能使這些有序排列的共晶材料具有尤為重要的研究價值。研究表明,定向凝固復合材料的力學性能優于單一組分的材料。