短切Cf-MoSi2–SiC復(fù)合材料的制備與力學(xué)性能研究.pdf

1、本文以MoSi2基復(fù)合材料在航空航天高溫結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用為研究背景，首先采用原位反應(yīng)法在短切Cf表面制備了SiC涂層來對(duì)Cf進(jìn)行表面改性，機(jī)械合金化法制備MoSi2-15％SiC基體先驅(qū)粉體；進(jìn)而采用熱壓燒結(jié)法制備短切Cf/MoSi2-SiC復(fù)合材料。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜儀(EDS)等分析測(cè)試手段對(duì)涂層Cf、基體先驅(qū)粉體及復(fù)合材料進(jìn)行物相分析和微觀形貌觀察；同時(shí)利用三點(diǎn)彎曲法測(cè)定了復(fù)合材料的室溫及高

2、溫力學(xué)性能。
　　XRD、SEM、EDS分析表明：涂層主要成分是β-SiC，且隨著SiC涂層漿料濃度的升高，制備的SiC涂層增厚，β-SiC峰值升高；基體先驅(qū)粉體主要有大量的α-MoSi2、β-MoSi2和少量的Mo，球料比增大可以提高機(jī)械合金化程度；短切Cf/MoSi2-SiC復(fù)合材料組織致密，其成分為大量的α-MoSi2、β-SiC和少量的C、Mo4.8Si3C0.6。
　　研究了熱壓燒結(jié)工藝、Cf體積分?jǐn)?shù)及SiC涂層厚

3、度對(duì)復(fù)合材料的物相組成和微觀形貌的影響。結(jié)果表明：隨著燒結(jié)溫度的升高，Cf表面損傷逐漸加劇，脆性相Mo4.8Si3C0.6含量增多；隨著Cf體積分?jǐn)?shù)增加，Cf與基體混合均勻程度降低；無SiC涂層的Cf增強(qiáng)復(fù)合材料的界面處生成大量的白色脆性相Mo4.8Si3C0.6，Cf表面損傷嚴(yán)重；而SiC涂層能有效的減少界面反應(yīng)，且隨著SiC涂層厚度的增加，Cf損傷降低，相應(yīng)的脆性相Mo4.8Si3C0.6含量減少。
　　當(dāng)燒結(jié)工藝為1450℃

4、保溫1h、SiC涂層漿料濃度為50g/l、Cf體積分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，短切Cf/MoSi2-SiC復(fù)合材料中Cf分布均勻、界面狀況良好，其室溫?cái)嗔秧g性、硬度、彎曲強(qiáng)度分別達(dá)到5.566MPa·m1/2、13.74GPa、383.4MPa，比純MoSi2分別提高了122.6%、55.4%和219.5%；當(dāng)燒結(jié)工藝為先1350℃保溫1h后1550℃保溫1h時(shí)，其室溫?cái)嗔秧g性、硬度、彎曲強(qiáng)度分別達(dá)到5.44MPa·m1/2、12.01GPa、376

5、.7MPa，比純MoSi2分別提高了117.6%、35.6%和213.9%。復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制依次為細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化；韌化機(jī)制依次為細(xì)晶韌化、裂紋偏轉(zhuǎn)和碳纖維的脫粘拔出。
　　兩種燒結(jié)工藝制備的短切Cf/MoSi2-SiC復(fù)合材料在800℃時(shí)的彎曲強(qiáng)度分別可達(dá)544.9MPa和521.4MPa，比純MoSi2分別提高了36.2%和30.35%；隨著溫度升高至1000℃，復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度有所下降，但仍高于純MoSi2