SiAlON-LES復(fù)合材料的力學(xué)性能與高溫?fù)p傷.pdf

1、本文采用熱壓燒結(jié)工藝制備了不同LES含量和不同稀土摻雜的SiAlON/LES復(fù)合材料。利用XRD、SEM、TEM分析了復(fù)合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)；采用維氏壓痕法、三點(diǎn)彎曲法和單邊缺口梁法評(píng)定了復(fù)合材料的力學(xué)性能；通過高溫氧化試驗(yàn)系統(tǒng)地研究了LES含量和稀土氧化物類型對(duì)復(fù)合材料抗氧化性能的影響，并探討了氧化機(jī)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(duì)含量顯著增多，同時(shí)，長(zhǎng)棒狀α-SiAlON晶粒的長(zhǎng)徑比略有增大。本文所制備的SiAlON/LES復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了完全致密，并具有優(yōu)異的力學(xué)性能：維氏硬度達(dá)到20GPa左右，斷裂韌性在6～8MPa·m1/2之間，而三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度最高達(dá)到851.29MPa。
　　高溫氧化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SiAlON/LES復(fù)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(fù)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(fù)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(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的NdAlO3相。不同LES含量的SiAlON/LES復(fù)合材料的抗氧化性能規(guī)律是：Y5>Y10>Y15；不同