所謂的超高溫材料，指的是在應(yīng)力、氧化等嚴(yán)苛的環(huán)境，以及約在2000℃超高溫狀態(tài)下仍能照常使用的最耐熱的高級(jí)材料，它們被廣泛應(yīng)用在航空航天等高科技領(lǐng)域，如高超音速環(huán)境下機(jī)翼前緣、飛行器鼻錐，航天器的燃燒室前部等。
超高溫材料中，難熔金屬及其合金和碳碳復(fù)合材料等因其抗氧化性能較差限制頗多，因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)外的超高溫材料發(fā)展重心轉(zhuǎn)移至超高溫陶瓷，主要可分為碳化物陶瓷、硼化物陶瓷和氮化物陶瓷三類(lèi)。其中碳化物的熔點(diǎn)可達(dá)3000℃以上，且碳化物的熔點(diǎn)不存在高溫轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，這使得它在超高溫陶瓷領(lǐng)域占領(lǐng)一席之地，主要有碳化鉿(HfC)、碳化鉭(TaC)和碳化鋯(ZrC)等——其中，HfC和TaC成本較高，制備技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備的要求很高，因此二者大規(guī)模使用受到限制。而ZrC因性?xún)r(jià)比較高而備受青睞，成為了高溫材料屆的“扛把子”級(jí)別存在。
不同類(lèi)型的耐火材料熔點(diǎn)對(duì)比--碳化鋯的性能優(yōu)勢(shì)
下圖是ZrC的晶體結(jié)構(gòu)（面心立方晶體結(jié)構(gòu)），Zr原子組成立方晶格，C原子位于晶格的八面體間隙位置。在碳-鋯化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中存在很寬范圍的非化學(xué)計(jì)量現(xiàn)象，即ZrCx（0.5≤x≤1）。因此碳化鋯（ZrC）是一種非化學(xué)計(jì)量間隙化合物，ZrC陶瓷材料中普遍存在著碳空位。
ZrC 的晶體結(jié)構(gòu)
ZrC的一系列優(yōu)良特性都?xì)w因于其特殊結(jié)構(gòu)，所以具有高硬度（顯微硬度為26Gpa），高熔點(diǎn)（3400℃），優(yōu)異的高溫機(jī)械性能，良好的耐磨性和腐蝕性，抗裂變產(chǎn)物攻擊和低中子截面等優(yōu)異的物化性能。因此，ZrC陶瓷材料可以應(yīng)用在眾多領(lǐng)域中，例如：刀具，耐磨材料等。
此外，ZrC還具有超高的硬度，可作為研磨材料，用于各種各樣硬金屬、玻璃或者剛玉的加工；ZrC因強(qiáng)度和硬度較高，熱中子吸收截面小、耐輻射性能好等優(yōu)良性能被作為包覆核燃料顆粒阻擋層最具潛力的新材料。
ZrC陶瓷可作為基體，通過(guò)引入其他相來(lái)改善其抗氧化性能和力學(xué)性能，比如在ZrC中添加金屬M(fèi)o，采用不同的燒結(jié)方法（無(wú)壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)等）可以制備出不同Mo含量的Zr-Mo復(fù)合材料。另一方面，ZrC陶瓷作為增強(qiáng)相引入其他材料中，可以改良整體材料的性能。
最后，ZrC的基本性質(zhì)表可看下表：
