原位SiC顆粒增強MoSi-,2-基復合材料的研究.pdf

1、二硅化鉬(MoSi2)是結構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用，也可作為結構材料應用，因而成為近幾十年來材料科學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。 本文在國內外對MoSi2合金化及復合化研究的基礎上，根據(jù)原位復合的基本思想，通過原粉的原位反應高溫熱壓一次復合(工藝Ⅰ)以及原粉原位反應、研磨后再高溫熱壓復合(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性能和抗氧化性能，并采用X射線衍射、光學顯微分析、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復合材料的方法，探討了原位反應生成的SiC顆粒對MoSi2基復合材料的強韌化效果與機制。 研究結果表明：采用工藝Ⅰ制備SiCp/MoSi2復合材料是可

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構方面與工藝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復合材料試樣的顯微組織比純MoSi2試樣細小，所以SiCp/MoSi2復合材料試樣的室溫力學性能比純MoSi2試樣有了較大提高，并在一定范圍內隨SiCp體積含量的增加而增加，其中含40vol﹪SiCp復合材料的室溫抗彎強度最高，含5

4、0vol﹪SiCp復合材料的室溫斷裂韌性最好；SiCp的生成提高了復合材料的致密度，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復合材料，800℃～1200℃時，SiCp/MoSi2復合材料的抗氧化性能強