Nb合金化及SiC復合化MoSi2的制備與性能研究.pdf

1、MoSi2以其較高的熔點和良好的高溫抗氧化性等優(yōu)勢而被認為是一種極具開發(fā)潛力的高溫結構候選材料,但是存在室溫脆性差和高溫易蠕變缺陷。針對低溫脆性問題,本文以Nb單一合金化和Nb合金化協(xié)同SiC復合化MoSi2為思路,采用燃燒合成技術制備了(Mo,Nb)Si2合金,并研究了燃燒合成特征和產物相組成,運用真空熱壓燒結技術使其致密化,并探討了真空熱壓工藝對合金組織性能影響,研究了Nb單一合金化和Nb合金化協(xié)同SiC復合化MoSi2的組織及其性

2、能。
　　以Mo、Nb、Si元素粉末為原料,通過燃燒合成技術制備了(Mo1-x,Nbx)Si2合金。燃燒合成模式表明,Mo-Nb-Si體系的燃燒模式大多是非穩(wěn)態(tài)燃燒,主要是以螺旋方式和振蕩方式向下傳播。Nb合金化促進了MoSi2燃燒合成反應的放熱,隨著Nb含量的增加,燃燒溫度整體表現(xiàn)出逐漸上升趨勢,燃燒波蔓延速度表現(xiàn)出逐漸降低趨勢。XRD圖譜結果表明,在Nb加入量x≤0.07時,燃燒合成產物為固溶有Nb的C11b相,當Nb含量x=

3、0.09時,出現(xiàn)極少量的NbSi2相,存在過飽和固溶現(xiàn)象。
　　真空熱壓工藝的研究表明,在保溫時間90min下燒結溫度的增加使(Mo0.97,Nb0.03)Si2合金致密度升高,硬度和斷裂韌性下降,彎曲強度先緩慢增加后驟減;在燒結溫度1400℃下保溫時間的延長使(Mo0.97,Nb0.03)Si2合金硬度、彎曲強度和斷裂韌性均呈現(xiàn)先增后減趨勢,對致密度無顯著影響。綜合,真空熱壓的最佳工藝參數(shù):燒結溫度1400℃,保溫時間90min

4、。
　　以燃燒合成產物為原料,采用真空熱壓最佳工藝制備了致密的(Mo1-x,Nbx)Si2合金和10％SiC/(Mo1-x,Nbx)Si2復合材料。系統(tǒng)研究了熱壓材料室溫力學性能,結果表明:隨著Nb含量的增加,(Mo1-x,Nbx)Si2合金硬度下降,彎曲強度先驟降后緩慢增加,斷裂韌性先增后降,在成分為(Mo0.99,Nb0.01)Si2時性能最佳,彎曲強度和斷裂韌性分別為357 MPa和3.48 MPa·m1/2;10%SiC的