B微合金化对MoSi2燃烧合成特征的影响.pdfVIP

五、难熔金属及合金 423 B微合金化对MoSi2燃烧合成特征的影响 冯培忠①武杰 刘伟生王晓虹强颖怀 中国矿业大学材料科学与工程学院江苏徐州221116 摘要 采用燃烧合成技术研究了化学计量比分别为MoSi2、Mo sio．975Bo．晒 2、Mo 瓯．钙B。．∞ ：、Mo Si0．蟠 Bo075 2、Mo Sio9Bo．1 2等五种Mo—Si—B系粉末的燃烧合成行为，分析了燃烧合成过程中粉末坯体的燃烧模式、燃烧 温度、燃烧波前沿蔓延速度以及燃烧产物组成。结果表明：随着B含量的增加，燃烧合成反应模式由螺旋方式逐渐转 变为螺旋与混沌并存模式。添加B之后，试样的燃烧温度比MoSi2的燃烧温度高，呈现出先升后降的变化趋势，在Mo 现微量M0285。 关键词二硅化钼；燃烧合成；X射线分析；合金化 1 前言 249／cm3 ，良好的导电性和导热性，以及优良的耐蚀性和高温抗氧化性能，其抗氧化温度可以达到 1600℃，MoSi2基发热元件的最高使用温度已经达到1850℃ KanthalSuper1900 ，同时，MoSi：被认为 是一种极具研究开发潜力的高温结构材料，有望能够在1200。C以上的氧化、腐蚀性环境中使用¨。】。 虽然MoSi：具有良好的耐蚀性和高温抗氧化性等优异性能，然而MoSi：材料的室温断裂韧度低 2～ 容易发生高温蠕变，这些缺陷严重限制了MoSi：作为高温结构材料的应用H-5J。因此，如何使之室温 韧化和高温强化就成为全球关注的重点课题。 J， 而复合化主要是通过第二相陶瓷颗粒进行强韧化。 最近，Mo—si—B合金受到了人们的广泛关注怕q 速率下，其拉伸长率可达200％一400％【111。Meyer【61等向M05si3中仅添加1％B 质量分数 使其在800 —1500℃温度区域的氧化抗力提高了5个数量级。 此外，Mo的硼化物具有较高的硬度，良好的抗腐蚀性能，优异的导热性和导电性，且与MoSi：在 ①作者简介：冯培忠 1976一 ，男，陕西合阳人，博士。主要从事二硅化钼材料的研究。 电话：1XXXXXXXXXX E—mail：#eng@curet．edu．咖 2009全国粉末冶金学术会议 高温下热力学相容，因而，用硼化物复合强韧化MoSi：是可行的【12．141。 燃烧合成技术是在一定的气氛中点燃粉末压坯，发生化学反应，反应放出的热量使临近的物料温 度骤然升高而引发新的化学反应，并以燃烧波的形式蔓延通过整个反应物，燃烧波推进前移时反应物 转变为生成物。燃烧合成技术是一种重要的制备MoSi：、TiB：以及Nb—B等化合物的方法。国内外有 大量关于燃烧合成MoSi：的报道，但是关于B微合金化MoSi：的研究还不多见。 合成过程中燃烧模式、燃烧波蔓延速度、燃烧温度分布以及燃烧产物组成等进行了分析。 2实验方法 研磨破碎，将一定量混合好的粉末装入专用压模内，在CSS一44300型万能试验机上千压成型为 ．4b20mm×14ram的圆柱状坯体，压制压力为200MPa，保压时间lmin。把粉末压坯放入带有石英玻璃观 察窗口的燃烧合成装置中，然后在室温下用钼丝通电引燃坯体，进行燃烧合成反应，反应气氛为0． 1MPa的氩气气氛。 Movie 用CCD摄像机记录燃烧合成反应的图像，通过WindowsMaker软件分析燃烧合成图像和燃 析反应产物的物相组成，采用cu靶 A 0．15406nm ，工作电压35kV，工作电流30mA。 3实验结果与讨论 3．1燃烧模式 化学计量比混合粉末压坯的燃烧合成反应图像。从图1可以看出，燃烧合成反应是从压坯与点火线圈接 触的一端开始，迅速蔓延到整个压坯截面，然后燃烧波以螺旋方式向下传播。但是在0．00～o．70s的初始 燃烧区域，燃烧波前沿并不是均匀向下传播，而是类似于混沌燃烧模式，这主要是由于燃烧反应初始阶 段的热量是由点火线圈和燃烧反应区共同提供，即越靠近点火线圈的部位就越容易引发燃烧合成反应， 因此与点火Mo丝接触的压坯边缘的燃烧波会首先向下传播，而与它同截面的其他边缘部分则要等到燃 烧波蔓延过去之后，进而发生燃烧反应。当电阻丝断电后，点火