Mo(Si 1-x Al x ) 2 /Al 2 O 3 復(fù)合材料的制備與強(qiáng)韌化
發(fā)布時(shí)間：2021-06-22 17:55
以Mo、Al、Si和Mo O34種粉末為原料,通過燃燒合成和真空熱壓燒結(jié)工藝原位制備了(Si1-xAlx)2/Al2O3復(fù)合材料,分析了其燃燒模式、產(chǎn)物相結(jié)構(gòu)、微觀組織和力學(xué)性能。結(jié)果表明:添加Al之后坯體的燃燒合成反應(yīng)更加劇烈,燃燒模式由螺旋模式轉(zhuǎn)入混沌模式。隨著合金化Al含量的增加,基體相結(jié)構(gòu)由C11b型Mo Si2轉(zhuǎn)變?yōu)镃40型Mo（Si,Al）2,并且在所有復(fù)合材料中都可以鑒別出Al2O3衍射峰,表明通過燃燒合成技術(shù)原位制備了Mo(Si1-xAlx)2/Al2O3復(fù)合材料。復(fù)合材料的斷裂韌性和抗彎強(qiáng)度最高分別達(dá)到4.25 MPa·m1/2和346 MPa,比純Mo Si2提高了39%和60...
【文章來源】：稀有金屬材料與工程. 2017,46(01)北大核心EISCICSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
燃燒合成圖像
饗員浠???チ聳奔瀋系鬧芷諦裕?緯閃司獬葑唇?構(gòu)，即混沌燃燒模式，但燃燒前沿亮度保持一致，表明燃燒前沿具有足夠的熱量維持自蔓延反應(yīng)的進(jìn)行。圖1c所示Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3試樣和圖1d所示Mo(Si0.80Al0.20)2/10%Al2O3表現(xiàn)出相同的特征，即燃燒初期形成穩(wěn)定的弧線前沿，燃燒后期出現(xiàn)了混沌特征。燃燒合成反應(yīng)后，試樣沿徑向出現(xiàn)收縮。上述分析表明，Al合金化協(xié)同Al2O3復(fù)合化之后，試樣的燃燒特征由螺旋模式轉(zhuǎn)變?yōu)榛煦缒Ｊ�。這與燃燒合成熱力學(xué)特征密切相關(guān)，圖2為實(shí)測4種試樣的燃燒合成反應(yīng)溫度曲線，由圖可見，純MoSi2的燃燒溫度為1670K，復(fù)合材料的燃燒溫度分別為2256、2227和2349K，即Al合金化和Al2O3復(fù)合化之后，試樣的實(shí)測燃燒溫度分別提高了586、557和679K。圖2實(shí)測燃燒溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.2Actualcombustiontemperatureprofiles另外，本研究還涉及到Al和MoO3之間的化學(xué)反應(yīng)，也就是鋁熱反應(yīng)，鋁作為強(qiáng)還原劑在形成Al2O3的過程中放出大量的熱，使得反應(yīng)溫度更高，反應(yīng)過程更劇烈。2.2XRD結(jié)果圖3為燃燒合成產(chǎn)物的XRD圖譜。由圖3中a譜線可見，以Mo和Si2種元素粉末為原料，通過燃燒合成技術(shù)合成了C11b型MoSi2，同時(shí)可以鑒別出痕量Mo5Si3。添加少量Al之后，C11b相衍射峰依然是最強(qiáng)峰，但是在圖3的b譜線中可以鑒別出微弱的Al2O3衍射峰，表明燃燒合成時(shí)Al原位形成了Al2O3第二相。隨著Al含量的增加，在圖3的c譜線中可以鑒別出明顯的C40型Mo(SiAl)2衍射峰，表明Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3燃燒合成產(chǎn)物為MoSi2、Mo(SiAl)2和Al2O3三相共存狀態(tài)。當(dāng)Al含量進(jìn)一步
模式。這與燃燒合成熱力學(xué)特征密切相關(guān)，圖2為實(shí)測4種試樣的燃燒合成反應(yīng)溫度曲線，由圖可見，純MoSi2的燃燒溫度為1670K，復(fù)合材料的燃燒溫度分別為2256、2227和2349K，即Al合金化和Al2O3復(fù)合化之后，試樣的實(shí)測燃燒溫度分別提高了586、557和679K。圖2實(shí)測燃燒溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.2Actualcombustiontemperatureprofiles另外，本研究還涉及到Al和MoO3之間的化學(xué)反應(yīng)，也就是鋁熱反應(yīng)，鋁作為強(qiáng)還原劑在形成Al2O3的過程中放出大量的熱，使得反應(yīng)溫度更高，反應(yīng)過程更劇烈。2.2XRD結(jié)果圖3為燃燒合成產(chǎn)物的XRD圖譜。由圖3中a譜線可見，以Mo和Si2種元素粉末為原料，通過燃燒合成技術(shù)合成了C11b型MoSi2，同時(shí)可以鑒別出痕量Mo5Si3。添加少量Al之后，C11b相衍射峰依然是最強(qiáng)峰，但是在圖3的b譜線中可以鑒別出微弱的Al2O3衍射峰，表明燃燒合成時(shí)Al原位形成了Al2O3第二相。隨著Al含量的增加，在圖3的c譜線中可以鑒別出明顯的C40型Mo(SiAl)2衍射峰，表明Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3燃燒合成產(chǎn)物為MoSi2、Mo(SiAl)2和Al2O3三相共存狀態(tài)。當(dāng)Al含量進(jìn)一步增加到最大時(shí)，圖3中d譜線所示，復(fù)合材料中已經(jīng)不存在MoSi2衍射峰，只有Mo(SiAl)2和Al2O3兩相結(jié)構(gòu)，表明通過燃燒合成技術(shù)原位獲得了Al合金化協(xié)同Al2O3復(fù)合化MoSi2材料。由此可見，隨著Al含量的增圖3燃燒合成產(chǎn)物的X射線衍射圖譜Fig.3X-raydiffractionpatternsofthecombustionsynthesisproducts2θ/(°)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Si3N4（p）/SiC（w）協(xié)同復(fù)合MoSi2材料的強(qiáng)韌化及機(jī)理研究[J]. 周宏明,易丹青,柳公器,肖來榮. 稀有金屬材料與工程. 2009(11)
本文編號(hào)：3243282
【文章來源】：稀有金屬材料與工程. 2017,46(01)北大核心EISCICSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
燃燒合成圖像
饗員浠???チ聳奔瀋系鬧芷諦裕?緯閃司獬葑唇?構(gòu)，即混沌燃燒模式，但燃燒前沿亮度保持一致，表明燃燒前沿具有足夠的熱量維持自蔓延反應(yīng)的進(jìn)行。圖1c所示Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3試樣和圖1d所示Mo(Si0.80Al0.20)2/10%Al2O3表現(xiàn)出相同的特征，即燃燒初期形成穩(wěn)定的弧線前沿，燃燒后期出現(xiàn)了混沌特征。燃燒合成反應(yīng)后，試樣沿徑向出現(xiàn)收縮。上述分析表明，Al合金化協(xié)同Al2O3復(fù)合化之后，試樣的燃燒特征由螺旋模式轉(zhuǎn)變?yōu)榛煦缒Ｊ�。這與燃燒合成熱力學(xué)特征密切相關(guān)，圖2為實(shí)測4種試樣的燃燒合成反應(yīng)溫度曲線，由圖可見，純MoSi2的燃燒溫度為1670K，復(fù)合材料的燃燒溫度分別為2256、2227和2349K，即Al合金化和Al2O3復(fù)合化之后，試樣的實(shí)測燃燒溫度分別提高了586、557和679K。圖2實(shí)測燃燒溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.2Actualcombustiontemperatureprofiles另外，本研究還涉及到Al和MoO3之間的化學(xué)反應(yīng)，也就是鋁熱反應(yīng)，鋁作為強(qiáng)還原劑在形成Al2O3的過程中放出大量的熱，使得反應(yīng)溫度更高，反應(yīng)過程更劇烈。2.2XRD結(jié)果圖3為燃燒合成產(chǎn)物的XRD圖譜。由圖3中a譜線可見，以Mo和Si2種元素粉末為原料，通過燃燒合成技術(shù)合成了C11b型MoSi2，同時(shí)可以鑒別出痕量Mo5Si3。添加少量Al之后，C11b相衍射峰依然是最強(qiáng)峰，但是在圖3的b譜線中可以鑒別出微弱的Al2O3衍射峰，表明燃燒合成時(shí)Al原位形成了Al2O3第二相。隨著Al含量的增加，在圖3的c譜線中可以鑒別出明顯的C40型Mo(SiAl)2衍射峰，表明Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3燃燒合成產(chǎn)物為MoSi2、Mo(SiAl)2和Al2O3三相共存狀態(tài)。當(dāng)Al含量進(jìn)一步
模式。這與燃燒合成熱力學(xué)特征密切相關(guān)，圖2為實(shí)測4種試樣的燃燒合成反應(yīng)溫度曲線，由圖可見，純MoSi2的燃燒溫度為1670K，復(fù)合材料的燃燒溫度分別為2256、2227和2349K，即Al合金化和Al2O3復(fù)合化之后，試樣的實(shí)測燃燒溫度分別提高了586、557和679K。圖2實(shí)測燃燒溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.2Actualcombustiontemperatureprofiles另外，本研究還涉及到Al和MoO3之間的化學(xué)反應(yīng)，也就是鋁熱反應(yīng)，鋁作為強(qiáng)還原劑在形成Al2O3的過程中放出大量的熱，使得反應(yīng)溫度更高，反應(yīng)過程更劇烈。2.2XRD結(jié)果圖3為燃燒合成產(chǎn)物的XRD圖譜。由圖3中a譜線可見，以Mo和Si2種元素粉末為原料，通過燃燒合成技術(shù)合成了C11b型MoSi2，同時(shí)可以鑒別出痕量Mo5Si3。添加少量Al之后，C11b相衍射峰依然是最強(qiáng)峰，但是在圖3的b譜線中可以鑒別出微弱的Al2O3衍射峰，表明燃燒合成時(shí)Al原位形成了Al2O3第二相。隨著Al含量的增加，在圖3的c譜線中可以鑒別出明顯的C40型Mo(SiAl)2衍射峰，表明Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3燃燒合成產(chǎn)物為MoSi2、Mo(SiAl)2和Al2O3三相共存狀態(tài)。當(dāng)Al含量進(jìn)一步增加到最大時(shí)，圖3中d譜線所示，復(fù)合材料中已經(jīng)不存在MoSi2衍射峰，只有Mo(SiAl)2和Al2O3兩相結(jié)構(gòu)，表明通過燃燒合成技術(shù)原位獲得了Al合金化協(xié)同Al2O3復(fù)合化MoSi2材料。由此可見，隨著Al含量的增圖3燃燒合成產(chǎn)物的X射線衍射圖譜Fig.3X-raydiffractionpatternsofthecombustionsynthesisproducts2θ/(°)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Si3N4（p）/SiC（w）協(xié)同復(fù)合MoSi2材料的強(qiáng)韌化及機(jī)理研究[J]. 周宏明,易丹青,柳公器,肖來榮. 稀有金屬材料與工程. 2009(11)
本文編號(hào)：3243282
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