作為新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料,以Nb-Si基高溫結(jié)構(gòu)材料替代傳統(tǒng)的Ni基單晶材料具有重要的應(yīng)用價(jià)值。Nb-Si基高溫結(jié)構(gòu)材料是由bcc韌性相和Nb5Si3強(qiáng)化相構(gòu)成的雙相復(fù)合材料,具有低溫韌性好、高溫強(qiáng)度大等優(yōu)良的力學(xué)性能。然而,Nb-Si基高溫合金也存在高溫抗氧化性差、高溫抗蠕變性能低等缺點(diǎn),影響其實(shí)際應(yīng)用。目前,合金化方法是解決Nb-Si基高溫結(jié)構(gòu)材料性能不足的主要手段,通過(guò)固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、消除高溫亞穩(wěn)相、改善合金顯微組織等,以達(dá)到Nb-Si基高溫結(jié)構(gòu)材料的性能要求。Nb-Si基高溫結(jié)構(gòu)材料的合金化元素主要包含Mo、Ti、V、Hf、Sn、Cr、Mn、Al、Ge、C和B等。本文重點(diǎn)針對(duì)Mo、Hf、V合金化元素與Nb、Si基礎(chǔ)元素構(gòu)成的二元及三元系,開(kāi)展相平衡實(shí)驗(yàn)測(cè)定和熱力學(xué)優(yōu)化評(píng)估,進(jìn)行凝固過(guò)程熱力學(xué)分析。取得了如下的研究結(jié)果:首先,研究發(fā)現(xiàn)Nb-V二元系低溫區(qū)存在的溶解度間隙。本文采用合金法、擴(kuò)散偶法、差熱分析法、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡等方法,分別對(duì)等溫平衡成分、界面平衡關(guān)系、相轉(zhuǎn)變溫度、顯微組織形貌、相分解機(jī)制（調(diào)幅分解和形核長(zhǎng)大）等進(jìn)行了綜合的測(cè)定和分析,獲得了能夠相互... 

【文章來(lái)源】：北京科技大學(xué)北京市211工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１?Ｎｉ基高溫合金的發(fā)展??為了滿足航空引擎工作溫度日益變高的需求，凝固技術(shù)也不斷發(fā)展，高??溫合金也從定向等軸晶發(fā)展到單晶

?Ｎｂ／Ｍｏ－Ｓｉ基高溫合金部分二元及三元體系的熱力學(xué)研宄???屬間化合物領(lǐng)域的巨大潛力。??由表２－３可以看到出，Ｎｂ５Ｓｉ３的熔點(diǎn)很高，密度相對(duì)較小，是非常有潛??力的高溫材料，然而該材料脆性較大，室溫軔性也比較低，是制約其發(fā)展的??主要原因。從圖２－２可知，Ｎｂ－Ｓｉ二元相圖中存在一個(gè)Ｂｃｃ（Ｎｂ）＋ａＮｂ５Ｓｉ３的兩??相區(qū)，Ｂｃｃ（Ｎｂ）是軔性相，可以起到室溫增韌作用，ｏｔＮｂ５Ｓｉ３為強(qiáng)化相，可以??起到高溫增強(qiáng)作用，兩者相結(jié)合可以生成一種原位復(fù)合材料ａＮｂ５Ｓｉ３／ＢＣＣ（Ｎｂ）。??眾多研宄者對(duì)此進(jìn)行了研宄，Ｍｅｎｄｉｒａｔｔａ［３Ｇ，３１１等及Ｂｅｗｌａｙ［３２＿３３］等發(fā)現(xiàn)這種合??金的室溫軔性、高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能都非常優(yōu)良，而且相變的溫度也非常??高，在１６００°Ｃ溫度下也能夠較穩(wěn)定地存在［３４］。然而Ｂｃｃ（Ｎｂ）的高溫抗氧化性、??ｃｉＮｂ５Ｓｉ３的低溫韌性都比較差，需要進(jìn)一步研宄。??３０００］??２７ＳＷＫ?．?？，．??２６＂Ｖ＼?／?ｆ＼??＾?＼３＿＼?乂護(hù)３Ｋ?＼?２２３６Ｋ??？?２２００－?…挫??Ｉ?二丨?＼，訊。Ｍ?＼??邕?Ｉ?，９４６Ｋ???Ｎ．??｜?１８〇°＇?？ＮｂｓＳｉ３－？?親?＼??Ｋ?“ＣＣ?ＮｂＳｉ２－?ａ＊Ｓ??１４００．?Ｄｉａｍｏｎｄ－ＳＩ—？??１０００Ｊ?．?．?■￣￣Ｕ???，＿Ｕ?，?，——??０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｎｂ?Ｍｏｌｅ?Ｆｒａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｓｉ?Ｓｉ??圖２－２?Ｎｂ－Ｓｉ二元相圖??２．２合金元素對(duì)Ｎｂ／Ｍｏ－Ｓｉ基高溫合金體

?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???后，使用Ｇｌｅｅｂｌｅ３５００將兩塊圓柱體熱壓縮在一起，然后進(jìn)行保溫退火。??Ｃ??／?／＼?ｙ?Ａ?／?／?Ａ?／?７］?ＸＩ?＼ｙ￣７??Ａ?＋?Ｂ??？－Ａ?Ｂ?＋?Ｃ??？－?Ａ?Ｂ??１／?１／?ＩＩ?１／?１／?ＩＩ?１／??圖２－３?“品”字型三元擴(kuò)散偶組裝及結(jié)構(gòu)示意圖??（２）擴(kuò)散偶相平衡成分的測(cè)定??用電子探針微區(qū)成分分析儀（ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｒｏｂｅ?Ｍｉｃｒｏ－Ａｎａｌｙｚｅｒ，簡(jiǎn)稱(chēng)ＥＰＭＡ）??沿相界兩邊垂直方向每隔ｌ｜＿ｉｍ逐點(diǎn)測(cè)定成分（由測(cè)得的各元素的Ｘ射線強(qiáng)??度，經(jīng)ＺＡＦ理論修正后，換算成原子百分?jǐn)?shù)）。這樣可得到一條成分－距離曲??線，而后從相界兩邊外推至相界處即可得到局部平衡的相成分。由于組元在??各相中的擴(kuò)散速度不一樣，各相的消長(zhǎng)速度也不同，因此擴(kuò)散偶試樣上可能??會(huì)出現(xiàn)相界移動(dòng)，但一般認(rèn)為相界移動(dòng)導(dǎo)致相平衡的偏離可以忽略不計(jì)。??盡管擴(kuò)散偶技術(shù)存在諸如不適用于材料擴(kuò)散系數(shù)低的材料體系等缺點(diǎn)??［７１］，但對(duì)于絕大多數(shù)金屬體系來(lái)說(shuō)，擴(kuò)散偶方法仍然是一種較為高效測(cè)定實(shí)??驗(yàn)相圖的方法。??２．３．３合金法制備樣品??合金熔煉法主要包括以下工藝過(guò)程：??（１）配料與熔煉??為了確保試樣化學(xué)成分可靠，配置試樣時(shí)，所用的原料必須純凈度高，穩(wěn)??定性好。??本課題熔煉合金試樣前，均使用砂輪或其它工具除掉原料表面的氧化層，??且切割工具均需用丙酮清洗吹干后使用，避免污染原料。稱(chēng)取樣品時(shí)在感應(yīng)??量為Ｏ．ＯＯＯｌｇ的光電分析天平上進(jìn)行，每個(gè)樣品配成５克。??熔煉過(guò)程是在高純度氬氣保護(hù)下的水冷銅坩堝中進(jìn)行。熔煉時(shí)應(yīng)先將電??弧爐抽真空后反

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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