發(fā)布時間：2017-04-15 01:04

  本文關鍵詞：二硅化鉬基復合材料的合成、組織與性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Mo Si2以其較高的熔點和優(yōu)異的高溫抗氧化性等優(yōu)點被認為是一種極具潛力的高溫結構候選材料。針對Mo Si2低溫韌性差、高溫易蠕變和500℃下加速氧化(Pest)等缺點,目前主要有合金化和復合化等方式對其進行改進和增強。本文提出了原位合成Nb、Co、Ni合金化并通過鋁熱反應引入Al2O3第二相協(xié)同強化的思路,通過燃燒合成方法制備了(Mo X)Si_2-Al_2O_3(X=Nb,Co,Ni)系列Mo Si2基陶瓷復合材料。提出了在Mo-Si燃燒合成中添加B4C原位合成Mo B及Si C的思路,制備了不同配比的Mo Si2-Mo B-Si C系列復相陶瓷。在(Mo Nb)Si_2-Al_2O_3體系中,隨著鋁熱反應引入Al2O3的增多,燃燒波蔓延速度逐漸提高,燃燒合成溫度逐漸升高。X射線衍射結果顯示(Mo X)Si_2-Al_2O_3(X=Nb,Co,Ni)各個體系燃燒合成產(chǎn)物相結構主要為Mo Si2和微量的Mo5Si3,鋁熱反應引入Al2O3后的產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)少量Al2O3衍射峰。在Mo Si2-Mo B-Si C體系中,隨著B4C添加量的增多,燃燒波蔓延速度逐漸降低,燃燒合成溫度逐漸降低,和絕熱溫度計算結果一致。Mo Si2-Mo B-Si C體系的燃燒合成產(chǎn)物為Mo Si2、Mo B和Si C三相混合物,且Mo B相對含量隨著B4C添加量的增多而提高。將燃燒合成產(chǎn)物熱壓為致密的塊體材料并對其微觀組織結構、力學性能等進行分析。和純Mo Si2相比,Nb、Co和Ni合金化后(Mo X)Si2(X=Nb,Co,Ni)成分的抗彎強度沒有明顯變化,維氏硬度由于固溶軟化的作用而降低,斷裂韌性有所提高。隨著鋁熱反應引入Al2O3的逐漸增多,熱壓塊體的抗彎強度、維氏硬度及斷裂韌性逐漸升高,以(Mo Nb)Si_2-Al_2O_3為例,(Mo Nb)Si2-10 mol%Al2O3成分的力學性能達到最高值:抗彎強度742 MPa,維氏硬度11.3 GPa,斷裂韌性3.4MPa.m1/2。另外,Mo5Si3和Mo Si2相比更容易固溶合金化元素Nb、Co和Ni形成固溶體。Mo Si2-Mo B-Si C體系熱壓塊體抗彎強度隨著B4C添加量的增加而有微量提高,維氏硬度和斷裂韌性隨著B4C添加量的增加而逐漸提高,其中Mo Si2-0.4Mo B-0.1Si C成分的力學性能達到最佳值:抗彎強度537 MPa,維氏硬度12.5 GPa,斷裂韌性3.8 MPa.m1/2。(Mo X)Si_2-Al_2O_3(X=Nb,Co,Ni)各個體系通過鋁熱反應的方式引入Al2O3一方面可以作為第二相增強基體的力學性能,另一方面有效抑制脆性Si O2玻璃相的生成,起到雙重增強的作用。Mo Si2-Mo B-Si C體系中形成的細晶Si C可以分布在Si O2玻璃相內,對玻璃相起到增強的作用,進而增強材料的力學性能。
【關鍵詞】：陶瓷基復合材料 二硅化鉬 燃燒合成 微觀組織 力學性能
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.758.2
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 變量注釋表17-18
• 1 緒論18-29
• 1.1 硅化物金屬間化合物18-19
• 1.2 Mo-Si系金屬間化合物19-20
• 1.3 MoSi_2的結構與特征20-21
• 1.4 MoSi_2基復合材料的強韌化研究進展21-24
• 1.5 MoSi_2及其復合材料的制備方法24-26
• 1.6 MoSi_2及其復合材料的應用26-28
• 1.7 本文主要研究內容28-29
• 2 實驗材料及方法29-36
• 2.1 實驗原料和配比29-30
• 2.2 實驗儀器設備30
• 2.3 技術流程30-32
• 2.4 燃燒合成32-33
• 2.5 真空熱壓燒結33
• 2.6 樣品表征33-36
• 3 (MoX)Si_2-Al_2O_3 (X=Nb, Co, Ni)的燃燒合成36-44
• 3.1 燃燒模式37-39
• 3.2 燃燒合成溫度39-40
• 3.3 燃燒合成產(chǎn)物相結構40-43
• 3.4 本章小結43-44
• 4 真空熱壓(MoX)Si_2-Al_2O_3 (X=Nb, Co, Ni)的組織與力學性能44-59
• 4.1 熱壓(MoX)Si_2-Al_2O_3 (X=Nb, Co, Ni)的微觀組織分析44-51
• 4.2 熱壓(MoX)Si_2-Al_2O_3 (X=Nb, Co, Ni)的力學性能分析51-58
• 4.3 本章小結58-59
• 5 MoSi_2-MoB-SiC陶瓷的合成與性能59-78
• 5.1 實驗設計59-60
• 5.2 MoSi_2-MoB-SiC體系反應熱力學60-63
• 5.3 MoSi_2-MoB-SiC體系燃燒合成反應過程63-67
• 5.4 MoSi_2-MoB-SiC體系熱壓塊體微觀組織結構與力學性能67-76
• 5.5 本章小結76-78
• 6 結論78-80
• 參考文獻80-89
• 作者簡歷89-92
• 學位論文數(shù)據(jù)集92

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4 何，

本文編號：307228