MoSi2基電熱材料的制備與組織性能研究.pdf

1、MoSi2是一種金屬間化合物，它具有較高的熔點(diǎn)、較低的熱膨脹系數(shù)和良好的高溫抗氧化性，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高溫電阻爐的發(fā)熱元件。本文分別采用鋁硅酸鹽和ZrO2對MoSi2進(jìn)行復(fù)合化研究，采用真空燒結(jié)的方法制備出常規(guī)MoSi2發(fā)熱元件和MoSi2-ZrO2復(fù)合電熱材料，借助掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、顯微硬度計、電子萬能試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備，對復(fù)合材料的組織和性能進(jìn)行了研究，主要結(jié)論如下:
　　(1)鋁硅酸鹽復(fù)合化的MoSi2發(fā)熱元件晶粒大小約

2、為20μm，黑色玻璃相顆粒細(xì)小、分布均勻，致密度達(dá)到95.13％，抗彎強(qiáng)度達(dá)到205MPa，硬度為8.22GPa，斷裂韌性為3.25MPa·m1/2。與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比，上述性能分別提高了3.03％、36.67％、19.50％、23.11％。
　　(2)鋁硅酸鹽復(fù)合化的MoSi2發(fā)熱元件在高溫通電氧化后，橫截面由外至內(nèi)分為了三層，外層是以SiO2為主要成分的氧化膜，次外層為Mo5Si3，內(nèi)部為MoSi2基體。MoSi2發(fā)熱元件氧化

3、膜的生長符合L=0.43+5.05×107exp（-28397.9/T）t1/2關(guān)系，氧化激活能為236kJ/mol，抗彎強(qiáng)度隨著氧化膜的增厚而提高。在1600℃氧化3h后，MoSi2發(fā)熱元件氧化膜厚為22.3μm，抗彎強(qiáng)度達(dá)273MPa，抗彎強(qiáng)度比氧化前提高了51.7％。
　　(3)隨ZrO2含量的增加，MoSi2基復(fù)合材料的硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性都得到了提高。添加9vol％ZrO2使MoSi2材料的硬度從9.51GPa提高到