原位sic颗粒增强mosilt2gt基复合材料的研究

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1、摘要摘要二硅化钼(MoSi2)是结构与键合特征介于金属和陶瓷材料之间的一种金属怄j化合物，它既可以作为功能材料应用，也可作为结构材料应用，因而成为近几十年来材料科学与工程研究的热点材料之一，其制造工艺也随之不断得到改进。本文在国内外对MoSi2合金化及复合化研究的基础上，根据原位复合的基本思想，通过原粉的原位反应高温热压一次复合(工艺I)以及原粉原位反应、研磨后再高温热压复合(工艺II)两种方法，制备了不同体积百分含量SiC颗粒(SiC。)增强的MoSi2基复合材料，利用室温三点弯曲试验、维氏压痕试验以及氧化试验测试了所制备试样的室温力

2、学性能和抗氧化性能，并采用x射线衍射、光学显微分析、扫描电镜等手段分析了原粉的成分，观测了试样的显微组织、断口形貌以及压痕形貌，从而对比了工艺I和工艺II这两种制备SiC。／MoSi2复合材料的方法，探讨了原位反应生成的SiC颗粒对MoSi2基复合材料的强韧化效果与机制。研究结果表明：采用工艺I制备SiC。／MoSiz复合材料是可行的，在原粉成分相同的条件下，工艺I制得的试样在性能和显微结构方面与工艺II的基本相同，且工艺I的操作过程更为简便，节省了时问和能源；由于原位生成的SiC颗粒阻碍了MoSi2颗粒的生长，因此SiC。／MoSi2

3、复合材料试样的显微组织比纯MoSi2试样细小，所以SiC。／MoSi2复合材料试样的室温力学性能比纯MoSi2试样有了较大提高，并在一定范围内随SiC。体积含量的增加而增加，其中含40voI％sic。复合材料的室温抗弯强度最高，含50v01％Sic。复合材料的室温断裂韧性最好：SiC。的生成提高了复合材料的致密度，但SiC。体积含量高于10％后致密度开始下降；SiC。／MoSi2试样的断口表现为沿晶断裂和准解理断裂的混合形式：复合材料的强化机制是细品强化和弥散强化，韧化机制是细晶韧化、桥接增韧以及脆性相的减少和消除；400。C～600"

4、C时，纯MoSi2试样的抗氧化性能强于SiC。／MoSi2复合材料，800℃～1200℃时，SiC。／MoSi2复合材料的抗氧化性能强于纯MoSi2。通过本文的研究，可以预计采用Mo—Si—C三元素粉末制备SiC。／MoSi2复合材料的原位反应高温热压一次复合]：艺具有较大的发展潜力。关键词：复合材料，二硅化铜，碳化硅，原位反应热压复合，强度，韧性抗氧化性ABSTRACTMolybdenumsilicideisonekindofintermetalliccompounds．whichhascharactersofmetaIandcera

5、micaboutstructureandchemicalbond．Itcanbeappliednotonlyasfunctionalmaterial．butalsoasstructuralmaterial．Thiskindmaterialhasbeenreceivedmuchattentioninrecentyearsforstructuralapplications．TheprocessofmanufacturingMoSi2hasbeenimprovedgreatly．Basedontheresearchonalloyingandc

6、ompositingofMoSi2andthetheoryofinsitusynthesis，differentvolumefractionofSiCparticlereinforeedMoSi2composites(SiCD／MoSi2)weremanufacturedbytheinsitureactivehotpressing(technology1)andbyinsitureactivethenhotpressing(technologyII)．Thebendingstrengthandthefracturetoughnessat

7、roomtemperatureofthecompositesweremeasuredbymeansofthebendingtestofthreepoint，vickersindentationtestandoxidationtest．Thecomponentofpurepowder,themicrostructure．tllefracturemorphologyandthevickersindentionofthecompositeswereobservedbymeansofscanningelectronmicroscope．opti

8、calmicroscopeandX．raydif扦action．Thetwokindofsynthetictechnologywascompared．111eeffectofstrengtheningand