Zr-Al-C陶瓷是一类在航天航空领域具有广阔应用前景的三元层状陶瓷,具有高熔点、高热导率及良好的抗氧化性能等特性,在超高温环境中能够保持物理和化学稳定性。本文以部分Cr元素替代Zr₂Al₄C₅陶瓷中的Zr形成[Zr（Cr）]₂Al₄C₅陶瓷,以提高Zr-Al-C碳化物陶瓷的抗氧化性。采用ZrC、Al、Cr₃C₂、炭黑粉为原料,利用热压烧结法制备了[Zr（Cr）]₂Al₄C₅陶瓷,并研究了材料的相组成及显微组织结构,进行了室温力学性能测试和静态氧化实验,并讨论了材料的静态氧化机理及Cr含量对材料组织性能影响。本文为了讨论Cr含量对材料性能的影响,设计了[Zr（Cr）]₂Al₄C₅陶瓷材料体系,采用热压烧结法成功制备了[Zr（Cr）]₂Al₄C₅陶瓷,其制备工艺参数为:烧结温度1900℃、烧结压力30 MPa、保温1h。烧结产物中的主相为[Zr（Cr）]₂Al₄C₅,除此之外还含有少量的Zr₃Al₄C₆、ZrC、Cr₂AlC、Cr₉Al₁₇、Cr₃C₂和Cr₇C₃相。Cr元素的加入能一定程度上减小Zr₂Al₄C₅的晶粒尺寸,但当含量过高时,Cr元素部分富集而形成第二相。而随着Cr含量的增加,[Zr（Cr）]₂Al₄C₅材料的弯曲强度先升高后降低,而断裂韧性则一直提高。考察了材料的静态抗氧化性能,发现[Zr（Cr）]₂Al₄C₅材料在1000℃-1200℃下的静态氧化动力学曲线及氧化层厚度随时间变化曲线与Zr₂Al₄C₅材料类似,均遵循k·tn形式的抛物线规律,而[Zr（Cr）]₂Al₄C₅材料具有较小的单位表面增重和氧化层厚度,说明其抗氧化性能与Zr₂Al₄C₅材料相比有了相当明显地改善。在氧化条件相同的情况下,[Zr_0.9Cr_0.1]₂Al₄C₅材料的抗氧化性最好。材料在氧化初始阶段,生成的氧化产物为ZrO₂和Al₂O₃,随着氧化过程的进行,氧化层的成分转变为ZrO₂和(Al_0.9Cr_0.1)₂O₃。氧化层可大致分为三层:表面的富Cr氧化层、中间较为疏松的ZrO₂/Al₂O₃层及氧化层与基体之间的氧化过渡层。在氧化最外层形成的富Cr氧化层,能起到有效的“屏障”作用,阻止氧的侵入,是其具有较好的抗氧化性能的关键。