熔渗反应法制备MoSi2-SiC复合材料性能的影响因素.pdfVIP

第34卷 第4期 稀有金属材料与工程 V|01．34．No．4 2005年 4月 RAREMETAL～队TE]RIALSANDENGD厄EI江NG April2005 熔渗反应法制备MoSi2．SiC复合材料性能 的影响因素 张小立1，吕振林2，金志浩1 (1．西安交通大学材料学院，金属材料强度国家重点实验室，陕西西安7l0049) (2．西安理工大学材料学院，陕西西安710048) 摘要：用熔渗反应无压烧结技术制备了MoSi2．SiC复合材料，对制备过程的影响因素进行了分析。研究结果表明：在 渗硅温度为1450℃时，反应生成颗粒细小、弥散分布的sic相，从而使得材料具有较高的抗弯强度；当渗硅温度升高 至1 复合材料的抗弯强度随Sic相含量的增加在增强相含量为40％时存在一极大值，这是由于当SiC数量超过40％后，SiC 粒子的团聚、长大使弥散强化作用降低，从而使材料的断裂强度降低；复合材料电阻率随第二相含量的增加而增加。 关键词：MoSi2．SiC复合材料；抗弯强度；电阻率；熔渗温度；成型压力 148 文献标识码：A 中图法分类号：TG 文章编号：1002．185x(2005)04—0639-04 严重，且成本高，不能制备形状复杂产品等问题。以 1 前 言 MPa~350MPa。 MoSi2作为高温结构材料在1000℃以上有较多 强度通常能达到250 的应用[1~31。工业应用包括：烧结炉部件、电力组件、 本研究采用能够净近成型且低成本的熔渗反应烧 高温热交换器、燃气炉、液态金属和玻璃吹管、点火 器和高温过滤器。航空应用包括：气轮机航空发动机 高温部件，如轮叶、叶片、燃烧器、喷头和密封装置。 复合材料，并研究了渗硅工艺因素对其力学性能的 汽车应用包括：涡轮增压器转子、辉光活塞、先进气 影响。 轮引擎部件。 2实验 Mosi2拥有使得其成为高温结构材料的综合性 能。如高的熔点(20300C)、优异的高温抗氧化性能、 试验原料为粒度小于42 粉，按照期望相组成(90％～50％，质量分数，下同) 在接近9000C存在塑一脆转变。MoSi2与许多有潜力的 陶瓷增强相制备复合材料有很好的热力学稳定性，如 mm×5mm×40 在压机上压制成5 mm的条状试样，然 SiC，Si3N4，Zr02，A1203，Y203，TiB2，TiC和莫来 石等。MoSi2也可以合金化生成另类高熔点硅化物从后将试样放置在电阻烘箱中在100士10℃固化，后在 而提高其性能。 N：保护的电阻炉内于不同温度下烧结并熔渗硅。熔渗 硅的实验条件是：将试样放置在铺有粗硅粉的石墨坩 近10年中，国内外对MoSi2基复合材料作为高温 结构材料应用研究较热。而其研究的重点内容为：高 埚中，加热到硅的熔点以上，去除残余硅，并打磨后 温强度和蠕变抗力，低温韧性【4】。 得到MoSi2／siC复相材料。 MoSi2基复相材料的复合技术发展很快，包括： 热压、热等静压、机械合金化、自蔓燃、等离子体等， X射线衍射确定反应产物的相组成。以及利用扫描电 通常这些技术都能使坯料完全致密。目前国际上通常