SiAlON-LES復合材料的力學性能與高溫損傷.pdf

1、本文采用熱壓燒結工藝制備了不同LES含量和不同稀土摻雜的SiAlON/LES復合材料。利用XRD、SEM、TEM分析了復合材料的微觀組織結構；采用維氏壓痕法、三點彎曲法和單邊缺口梁法評定了復合材料的力學性能；通過高溫氧化試驗系統(tǒng)地研究了LES含量和稀土氧化物類型對復合材料抗氧化性能的影響，并探討了氧化機理。
　　研究發(fā)現(xiàn)，以LES為助燒劑，不同稀土(Yb2O3、Y2O3、Dy2O3、Nd2O3)摻雜的SiAlON材料主要含有α-S

2、iAlON、β-SiAlON以及晶化的LES相；而且隨著LES含量的增多和稀土陽離子半徑的增大，β-SiAlON相的對含量顯著增多，同時，長棒狀α-SiAlON晶粒的長徑比略有增大。本文所制備的SiAlON/LES復合材料實現(xiàn)了完全致密，并具有優(yōu)異的力學性能：維氏硬度達到20GPa左右，斷裂韌性在6～8MPa·m1/2之間，而三點彎曲強度最高達到851.29MPa。
　　高溫氧化試驗發(fā)現(xiàn)，SiAlON/LES復合材料的氧化屬于鈍化

3、氧化，氧化增重曲線呈拋物線變化規(guī)律，其中Yb-SiAlON的氧化增重最小，1300℃氧化32h后增重僅為0.599mg/cm2。SiAlON/LES復合材料高溫氧化后析出的物相組成及形貌與LES含量和稀土氧化物的類型聯(lián)系緊密，SiAlON/LES復合材料氧化均析出稀土硅酸鹽晶體，Nd-α-SiAlON沒有生成Nd單一摻雜時經(jīng)常出現(xiàn)的NdAlO3相。不同LES含量的SiAlON/LES復合材料的抗氧化性能規(guī)律是：Y5>Y10>Y15；不同