原位SiC顆粒增強MoSi-,2-基復(fù)合材料的研究.pdf

1、二硅化鉬(MoSi2)是結(jié)構(gòu)與鍵合特征介于金屬和陶瓷材料之間的一種金屬間化合物，它既可以作為功能材料應(yīng)用，也可作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用，因而成為近幾十年來材料科學(xué)與工程研究的熱點材料之一，其制造工藝也隨之不斷得到改進。 本文在國內(nèi)外對MoSi2合金化及復(fù)合化研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)原位復(fù)合的基本思想，通過原粉的原位反應(yīng)高溫?zé)釅阂淮螐?fù)合(工藝Ⅰ)以及原粉原位反應(yīng)、研磨后再高溫?zé)釅簭?fù)合(工藝Ⅱ)兩種方法，制備了不同體積百分含量SiC顆粒(SiCp

2、)增強的MoSi2基復(fù)合材料，利用室溫三點彎曲試驗、維氏壓痕試驗以及氧化試驗測試了所制備試樣的室溫力學(xué)性能和抗氧化性能，并采用X射線衍射、光學(xué)顯微分析、掃描電鏡等手段分析了原粉的成分，觀測了試樣的顯微組織、斷口形貌以及壓痕形貌，從而對比了工藝Ⅰ和工藝Ⅱ這兩種制備SiCp/MoSi2復(fù)合材料的方法，探討了原位反應(yīng)生成的SiC顆粒對MoSi2基復(fù)合材料的強韌化效果與機制。 研究結(jié)果表明：采用工藝Ⅰ制備SiCp/MoSi2復(fù)合材料是可

3、行的，在原粉成分相同的條件下，工藝Ⅰ制得的試樣在性能和顯微結(jié)構(gòu)方面與工藝Ⅱ的基本相同，且工藝Ⅰ的操作過程更為簡便，節(jié)省了時間和能源；由于原位生成的SiC顆粒阻礙了MoSi2顆粒的生長，因此SiCp/MoSi2復(fù)合材料試樣的顯微組織比純MoSi2試樣細小，所以SiCp/MoSi2復(fù)合材料試樣的室溫力學(xué)性能比純MoSi2試樣有了較大提高，并在一定范圍內(nèi)隨SiCp體積含量的增加而增加，其中含40vol﹪SiCp復(fù)合材料的室溫抗彎強度最高，含5

4、0vol﹪SiCp復(fù)合材料的室溫斷裂韌性最好；SiCp的生成提高了復(fù)合材料的致密度，但SiCp體積含量高于10﹪后致密度開始下降；SiCp/MoSi2試樣的斷口表現(xiàn)為沿晶斷裂和準解理斷裂的混合形式；復(fù)合材料的強化機制是細晶強化和彌散強化，韌化機制是細晶韌化、橋接增韌以及脆性相的減少和消除；400℃～600℃時，純MoSi2試樣的抗氧化性能強于SiCp/MoSi2復(fù)合材料，800℃～1200℃時，SiCp/MoSi2復(fù)合材料的抗氧化性能強