MoSi_2材料的制备及其应用

MoSi2是一种重要的用于制造高温发热元件的材料和航空航天用高温结构材料。比较了MoSi2的几种制备方法:机械合金化、自蔓延高温合成、热等静压法、固态置换反应和原位反应自生复合技术等。结果表明:为实现MoSi2材料的产业化,应采用原位反应热压制备工艺。评述了MoSi2及其复合材料的工业应用情况,提出了其未来研究发展的方向。     

Si_3N_(4(p))/SiC_((w))强韧化MoSi_2基复合材料的显微组织与力学性能

采用热压工艺制备了不同Si3N4(p)和SiC(w)体积含量的MoSi2基复合材料,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、电子万能材料试验机等研究了复合材料的显微组织、硬度、断裂韧度和抗弯强度,并对其强韧化机理进行了初步探讨。结果表明,复合材料结构致密,强化相与MoSi2之间没有新相生成,力学性能较纯MoSi2得到大幅度提高,其中MoSi2-20%Si3N4(p)-20%SiC(w)复合材料具有最好的抗弯强度和断裂韧度,分别为427MPa和10.4MPa.m1/2。复合材料的强化机制为细晶强化和弥散强化,韧化机制为细晶韧化和裂纹偏转与分支韧化。     

ZrO2强韧化MoSi2复合材料显微结构和性能

通过对热压合成制备的ZrO2 MoSi2复合材料显微组织及其断口形貌分析,结合硬度、抗弯强度、断裂韧度等力学性能和孔隙率、晶粒度的测试,初步探讨了ZrO2颗粒强韧化MoSi2复合材料的机制。结果表明,复合材料中ZrO2粒子沿着MoSi2晶界偏聚,抑制MoSi2晶粒长大;复合材料断口晶粒细小,裂纹扩展曲折,呈现出沿晶与穿晶的混合型断裂特性;ZrO2颗粒通过第二相强化和细化晶粒使复合材料强度得到提高,通过细化晶粒、裂纹偏转和分支、形成微裂纹等机制的综合作用增韧复合材料。     

原位SiC颗粒对SiCP/MoSi2抗氧化性能的影响

利用热重量分析法(简称TGA法)、X-射线衍射(X-Ray)、SEM和氧化动力学分析等手段研究了原位反应高温热压一次复合工艺所制不同百分含量原位SiC颗粒增强的SiCP/MoSi2在800～1 200 ℃的抗氧化性能.结果表明,SiCP/MoSi2复合材料的抗氧化性能强于纯MoSi2材料;适量原位SiC颗粒的生成可以提高SiCP/MoSi2复合材料的抗氧化性能;材料氧化反应生成的SiO2层的致密性影响其氧化活化能及抗氧化性能,SiO2层越致密,氧化活化能越高, 抗氧化性能越好.     

钼硅金属间化合物复合材料的制备及其应用

二硅化钼（MoSi2)既是一种极其重要的边缘化合物，也是一种性能优异的高温材料。本文对MoSi2及其复合材料的应用及发展现状作了简要概括，并简单介绍了几种制备MoSi2及其复合材料的工艺技术。     

纤维类型和涂层对纤维增强MoSi2复合材料弯曲性能的影响

以短切碳纤维(Cf)和碳化硅纤维(SiCf)为增强相,并用化学气相渗透法对部分纤维进行炭涂层处理,采用热压法制备了4种纤维增强MoSi2基复合材料(SiCf-MoSi2、SiCf/C-MoSi2、Cf-MoSi2和Cf/C-MoSi2),研究了纤维类型及表面炭涂层对MoSi2基复合材料弯曲性能的影响.结果表明纤维的加入明显提高了MoSi2的抗弯强度,加入5%SiCf和5%Cf的复合材料的强度比纯MoSi2分别提高了9.0%和22.8%,Cf增强作用明显优于SiCf;纤维类型相同时,具有炭涂层的纤维增强效果更显著,5%Cf/C-MoSi2复合材料的强度最高,达到了364.7MPa,比纯MoSi2的强度提高了30%;扫描电镜分析表明,无炭涂层的SiCf与MoSi2基体间存在着明显的裂缝,炭涂层改变了纤维与基体的界面结合;有涂层纤维的断裂机制为首先脱粘然后拔出.     

ZrO2/Si3N4颗粒增强MoSi2基复合材料的显微组织和力学性能

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了不同体积分数的MoSi2及其复合材料,研究了复合材料的显微组织和力学性能.结果表明:10%ZrO2/20%Si3N4/MoSi2复合材料的致密度、显微硬度、抗压强度、断裂韧性分别为92.3%、15.17 GPa、2105 MPa、6.61 MPa·m1/2.与20%ZrO2/MoSi2复合材料相比,断裂韧性下降2.9%,显微硬度和抗压强度分别提高了22.8%,13.4%;与20%Si3N4/MoSi2复合材料相比,断裂韧性提高了5.3%,显微硬度和抗压强度相近;经500℃氧化300 h,氧化增重与ZrO2和Si3N4单独增强的相近,均是纯MoSi2的1/10左右,抗氧化效果显著.     

二硅化钼的制备与应用的新进展

二硅化钼是一种重要的高温发热材料和结构材料。本文首先介绍了用火花等离子烧结制备MoSi2及其复合材料的新工艺以及自蔓延高温合成技术(SHS)和机械合金化(MA)的新发展,然后分别就二硅化钼在高温结构材料、发热元件以及高温涂层等领域的应用作以总结和评述,并在此基础上提出了MoSi2材料未来的研究发展方向。     

(SiCp+C)/MoSi2复合材料的组织结构及力学性能

通过热压烧结工艺制得了(SiCp+C)/MoSi2复合材料,测试分析了材料的组织结构、室温和高温力学性能.结果表明:(SiCp+C)/MoSi2复合材料主要由MoSi2(大量),α-SiCp(大量),Mo5 Si3(多量)和β-SiC(少量)组成,密度为5.12g/cm3,相对密度为91%;增强相的粒径＜30μm,体积分数为39%.其室温硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为12.2 GPa,530MPa和7.2MPa·m1/2;材料在800℃的维氏硬度为8.0 GPa,1 200和1400℃的抗压强度分别为560MPa和160MPa.与非增强MoSi2相比,材料的各种力学性能都有大幅度的提高.     

MoSi2-Ti3SiC2复合材料制备及抗氧化性能

将Mo-Si-Ti-C机械合金化粉末进行放电等离子烧结(SPS)制备得到MoSi2 -Ti3 SiC2复合材料.采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)等手段对烧结试样进行组织结构分析,并对其进行了300～1 200℃12h的等温氧化试验.研究结果表明,MoSi2-Ti3SiC2复合材料在高温氧化气氛下,具...     

高纯度MoSi2粉末的合成与分析

采用机械合金化法、高能机械化学法、化学法+高能球磨法等3种方法实验合成MoSi2粉末,并对其成分和物相进行了分析。实验结果表明,化学法+高能球磨法可高效地合成出高纯度MoSi2粉末,其工艺为:按照Mo∶Si∶C=1∶3∶7(原子比)配制MoO3粉末、SiC粉末和碳粉的混合粉末,在1 200℃下,在刚玉管炉中,用50%Ar-50%H2混合气体对其还原12 h,获得MoSi2-SiO2混合粉末,用氢氟酸溶液除去SiO2粉末,获得纯MoSi2粉末,然后高能球磨4 h以改变其颗粒形貌和粒度组成。     

钼及钼合金表面MoSi2抗氧化涂层的研究进展

钼及钼合金的高温氧化问题限制了其应用。MoSi2因其优异的高温抗氧化性能被认为是最适合工程应用的高温涂层材料。本文介绍了MoSi2的物理性能、抗氧化机理及其作为涂层材料的制备工艺,综述了国内外钼及钼合金表面MoSi2的单一及复合抗氧化涂层的研究进展,并对其未来发展方向进行了展望。     

关于MoSi_2氧化相低温化学稳定性图的建立与分析

从热力学角度建立了MoSi2 氧化相的低温化学稳定性图 ,并对实验现象进行了分析。建立的MoSi2 氧化相的低温化学稳定性图阐明了MoSi2 材料低温氧化生成物与温度、氧分压之间的关系 ;可较好地解释实验现象和结果 ;并指出减少MoSi2 材料的内部缺陷 ,使扩散至界面的氧分压维持较低数值 ,可避免生成挥发性MoO3相 ,从而防止材料的“PEST”现象。     

烧结方法对MoSi2显微组织和力学性能的影响

以MoSi2为试验对象，详细研究了等离子火花放电烧结法（SPS）和热压烧结法（HP）对其显微组织和力学性能的影响。结果表明，在相同的烧结温度下，SPS烧结制备的MoSi2材料，其显微组织比热压烧结要细小得多，且SiO2含量较少，纯度较高，致密度比热压烧结提高7％，显微硬度提高3倍以上，抗压强度提高2倍左右，但断裂韧性比后者稍低。     

硅化钼-硅化钨合金的自蔓延爆炸合成

用Mo、W、Si粉通过自蔓延爆炸合成方法制备MoSi2、WSi2、Mo5Si3、W5Si3及其合金。对反应产物进行X射线衍射及电子探针分析，并研究了不同炉膛温度对合成反应产物的影响。     

Effect of La_2O_3 on the wear behavior of MoSi_2 at high temperature

Wear behaviors of MoSi2 doped with La2O3 against SiC under different loads at 1000 oC in air were investigated by using an XP-5 type high temperature friction and wear tester. The worn surfaces and phases of the samples were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction, respectively. Results showed that the addition of La2O3 could obviously improve wear resistance of MoSi2. Because of the formation of MoO3 phase on the worn surface, La2O3/MoSi2 composite mainly exhibited oxidation and abrasive wear, which was different from the wear form of MoSi2 such as adhesion, oxidation and abrasion.     

Mo和Si混合粉末烧结合成MoSi2工艺的研究

通过差热分析（DTA）和X射线衍射分析手段．探讨了Mo和Si混合粉末烧结合成MoSi2过程中．烧结温度和时间对相生成的影响，指出了Mo和Si混合粉末烧结合成MoSi2的起始温度和合理工艺．     

硼化锆基复合陶瓷粉末制备及喷涂涂层抗烧蚀性能

超高温ZrB2/MoSi2 陶瓷涂层可有效提高C/C 陶瓷基复合材料抗高温烧蚀性能。采用喷雾干燥团聚造粒法 制备复合团聚粉末,然后采用等离子致密化工艺对团聚复合粉末进行致密化处理,研究了等离子致密化工艺参数 对处理后粉末性能的影响,经等离子致密化处理后,粉末松装密度及流动性均得到了明显提高,当送粉速率为 50 g/min 时,ZrB2/MoSi2 粉末松装密度及流动性分别为3.26 g/cm3 和21.5 s/50g,与团聚态粉末相比,松装密度及 流动性分别提高了108.97 % 和59.01 %,致密化处理后粉末的氧含量降低至0.05 wt.%,在等离子致密化处理过 程中ZrB2/MoSi2 复合粉末几乎未被氧化。对等离子喷涂涂层进行了烧蚀试验,烧蚀后涂层结构完整未发生剥落, 表明制备的ZrB2/MoSi2 涂层具有良好的抗高温烧蚀性能。