微波燒結(jié)ZrO-,2--SiC-,(w)--MoSi-,2-復(fù)相陶瓷及性能研究.pdf

1、MoSi2具有熔點高，密度適中，抗高溫氧化性強，耐蝕性強等優(yōu)勢，使得其在航空和汽車等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。但MoSi2室溫脆性大，高溫強度低阻礙了其實用化，因此室溫增韌和高溫補強是MoSi2實用化的關(guān)鍵。但傳統(tǒng)上采用微米級第二相顆粒和單相晶須復(fù)合MoSi2，強韌化效果非常有限。微波燒結(jié)是近十余年來微波技術(shù)與材料科學與工程交叉結(jié)合而發(fā)展起來的一種新型快速燒結(jié)技術(shù)，微波燒結(jié)可解決熱壓燒結(jié)陶瓷難以滿足各種成型，特別是航空航天對高溫構(gòu)件形狀的

2、要求等問題，因此進行結(jié)構(gòu)陶瓷微波燒結(jié)的研究很有必要。 本文通過將納米粒子ZrO2與微米粒子MoSi2進行復(fù)合制得納米/微米復(fù)合粒子，并引入SiC晶須作為彌散相，利用微波燒結(jié)制備了納米復(fù)合陶瓷材料。探討了微波燒結(jié)工藝對材料顯微結(jié)構(gòu)及斷口形貌的影響，測試分析了ZrO2/SiC（w）協(xié)同改性MoSi2材料的力學性能及抗氧化性能的效果。 研究表明，本實驗制定的燒結(jié)工藝穩(wěn)定，操作方便，配合所設(shè)計的輔助加熱保溫裝置和選擇的助熱材料成

3、功地對各組分配比材料進行了燒結(jié)。燒結(jié)溫度為1600℃、保溫30min時可獲得相對密度為94.6％的燒結(jié)體，其燒結(jié)時間較常規(guī)燒結(jié)大幅度縮短。ZrO2的加入會導(dǎo)致納米復(fù)合陶瓷的相對密度減小，孔隙率增加；而SiC晶須的加入對MoSi2基復(fù)合陶瓷致密化的影響較小。納米ZrO2顆粒、SiC晶須的加入可以有效細化MoSi2基體晶粒，SiC比 ZrO2細化作用更為明顯。納米ZrO2顆粒和SiC晶須均可有效改善MoSi2的室溫韌性，隨著SiC和ZrO2

4、總體積分數(shù)的增加，復(fù)合陶瓷的斷裂韌性逐步提高，當ZrO2和SiC的體積分數(shù)分別為10％和20％時，納米復(fù)合陶瓷的斷裂韌性達到最大為6.79MPa·m1/2，為MoSi2的1.76倍。當ZrO2含量一定時，隨著SiC含量增加，復(fù)合陶瓷硬度逐步升高，在SiC含量為20vol％時，硬度達到最大1293MPa，比MoSi2提高了25.9％；當SiC含量一定時，隨著ZrO2含量的增加，復(fù)合陶瓷的硬度先上升后下降，在ZrO2含量為20％時硬度最?。?/p>