原位反应热压复合SiCP/MoSi2的显微结构与力学性能

以Mo粉、Si粉和C粉为原料，采用湿法混合和原位反应高温热压一次复合工艺制备了不同配比的SiCp/MoSi2复合材料，研究了该种工艺原位生成的SiC颗粒对MoSi2基体显微结构和室温力学性能的影响。结果表明：原位反应生成的适量SiC颗粒可以细化基体晶粒，改善其力学性能，与同样工艺下制备的纯MoSi2相比，含40vol%SiCp的SiCp/MoSi2复合材料室温抗弯强度是其3.4倍，含50vol%SiCp的SiCp/MoSi2复合材料室温断裂韧性是纯MoSi2的1.5倍；该种工艺的强化机制为细晶强化和弥散强化，韧化机制为细晶韧化。     

稀土／MoSi2复合材料的强韧化及机理研究

采用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,动态热模拟机研究了稀土/MoSi2复合材料的结构、形貌、硬度、断裂韧性、高温屈服强度、强韧化机理等.结果表明在MoSi2中添加适量的La2O3,可起到室温强韧化和高温强化作用.随着La2O3含量的增加,样品的硬度、断裂韧性呈先增后减的规律,其最大值分别为10.85 GPa,7.25 MPa·m1/2.该材料的强化机制为细晶和优化晶界强化;韧化机制为细晶韧化,裂纹偏转、微桥接和弯曲韧化.     

碳纳米管强韧化二硅化钼复合材料

利用机械合金化(MA)方法合成MoSi2纳米先驱粉体,并对碳纳米管(CNT)进行超声分散,将MoSi2和CNT湿法球磨混合后,采用热压烧结方法制备了CNT/MoSi2复合材料.结果表明,Mo-Si粉末按原子比1∶2混合,以转速510r/min球磨24 h得到杂质含量较低的MoSi2纳米粉体.烧结后材料的相组成分析结果显示,不含CNT的MoSi2材料主要为MoSi2相,同时含有少量Mo5Si3;添加CNT后,复合材料中新增了少量的SiC,Mo5Si3的含量也比非增强MoSi2中高.CNT/MoSi2复合材料强度和韧性较纯MoSi2材料均有提高,含2.5%(质量分数,下同)CNT复合材料的抗弯强度提高了72%,添加1%CNT复合材料的断裂韧性提高了43%.对CNT/MoSi2复合材料显微结构分析发现,CNT细化材料晶粒,CNT的拔出,CNT使裂纹偏转、分支和桥联等机制综合作用提高了复合材料的韧性.细晶强化和弥散强化作用提高了材料强度.     

碳纳米管强韧化二硅化钼复合材料

利用机械合金化（MA）方法合成MoSi2纳米先驱粉体，并对碳纳米管（CNT）进行超声分散，将MoSi2和CNT湿法球磨混合后，采用热压烧结方法制备了CNT／MoSi2复合材料。结果表明，Mo-Si粉末按原子比1：2混合，以转速510r／min球磨24h得到杂质含量较低的MoSi2纳米粉体。烧结后材料的相组成分析结果显示，不含CNT的MoSi2材料主要为MoSi2相，同时含有少量Mo5Si3；添加CNT后，复合材料中新增了少量的SiC，Mo5Si3的含量也比非增强MoSi2中高。CNT／MoSi2复合材料强度和韧性较纯MoSi2材料均有提高，含2．5％（质量分数，下同）CNT复合材料的抗弯强度提高了72％，添加I％CNT复合材料的断裂韧性提高T43％。对CNT／MoSi2复合材料显微结构分析发现，CNT细化材料晶粒，CNT的拔出，CNT使裂纹偏转、分支和桥联等机制综合作用提高了复合材料的韧性。细晶强化和弥散强化作用提高了材料强度。     

TiC-TiB2增强MoSi2复合材料的力学性能及抗氧化行为

以MoSi2、Ti和B4C粉为原料,采用高温热压技术合成不同体积分数TiC-TiB2增强MoSi2复合材料,研究TiC-TiB2颗粒对MoSi2基体材料显微组织、力学性能和高温氧化性能的影响.结果表明:30%TiC-TiB2/MoSi2(体积分数)复合材料的抗弯强度和维氏硬度分别达到468.3 MPa和17.07 GPa,比纯MoSi2的分别增加了63.2%和83.5%.随着TiC-TiB2体积分数的增加,复合材料的断裂方式由以沿晶断裂为主向以穿晶断裂为主转变,强化机制是细晶强化和弥散强化.在800～1 200 ℃氧化192 h时,30%TiC-TiB2复合材料的增质是10%TiC-TiB2复合材料的2.38～3.23倍.氧化层中没有发现低熔点的B2O3,而TiO2和SiO2的存在使材料具有较好的抗氧化性.     

(SiC_p C)/MoSi_2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 ,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 )、Mo5Si3(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 <3 0 μm ,体积分数为 3 9%。材料室温硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为 12 .2GPa ,5 3 0MPa和 7.2MPa·m1/ 2 ;在 80 0℃的维氏硬度为 8.0GPa ,12 0 0℃和 14 0 0℃的抗压强度分别为 5 60MPa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     

2%C/MoSi_2复合材料的组织结构与性能

采用热压烧结工艺制得了 2 %C/MoSi2 (质量分数 )复合材料 ,并测定了材料的显微组织和结构、室温和高温力学性能、耐磨性能以及电阻率。结果表明 :C/MoSi2 复合材料由大量的MoSi2 、多量的Mo5Si3 和少量的 β SiC组成 ,其硬度Hv为 10 6 0 ,抗弯强度为 470MPa ,断裂韧性为 5 .12MPa·m1/ 2 ,80 0℃的硬度Hv为 75 0 ,12 0 0℃的抗压强度为 45 0MPa ,140 0℃的抗压强度为 142MPa ;在Al2 O3 和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能 ,材料的电阻率为 34 9nΩ·m。与纯MoSi2 相比 ,2 %C/MoSi2 复合材料在硬度、抗弯强度、断裂韧性、高温抗压强度、弹性模量和耐磨性能等方面都有较大的提高。     

2％C／MoSi2复合材料的组织结构与性能

采用热压烧结工艺制得了2％C／MoSi2（质量分数）复合材料,并测定了材料的显微组织和结构、室温和高温力学性能、耐磨性能以及电阻率。结果:C／MoSi2复合材料由大量的MoSi2、多量的Mo5Si3和少量的β－SiC组成,其硬度Hv为1060,抗弯强度为470MPa,断裂韧性为5．12MPa.m^1/2,800℃的硬度Hv为750,1200℃的抗压强度为450MPa,1400℃的抗压强度为142MPa;在Al2O3和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能,材料的电阻率为349n.m。与纯MoSi2相比,2％C／MoSi2复合材料在硬度、抗弯强度、断裂性、高温抗压强度、弹性模量和耐磨性能等方面都有较大的提高。     

添加15％Mo对反应熔渗Al制备MoSi2复合材料组织和力学性能的影响

采用在常规模压生坯中浸渗Al的方法,研究了MoSi2+Mo反应熔渗Al后的显微组织和力学性能的变化情况.研究表明MoSi2坯体在1350℃反应浸渗Al可使抗弯强度高达737 MPa,其断裂韧性也可达到4.3 MPa·m1/2,远远高于热压单相材料;然而其相成分中存在残余的Si相和Al相将会阻碍其高温应用;在MoSi2坯体中加入Mo粉可以消除残余硅相;经过计算,当Mo添加量为15%(质量分数,下同)时,可以完全消除Si相,并使Al相达到最低,而其强度并不降低.同时SEM观察表明,添加15%Mo后其断口显示晶粒间絮状夹层变成颗粒状黑色相面积较未加入Mo粉时减小.从而进一步证实添加15%Mo产生的组织变化将有利于该材料的高温力学性能.     

ZrO2+SiC颗粒强韧化MoSi2复合材料的显微组织和性能

通过显微组织观察和力学性能测试 ,初步探讨了ZrO2 SiC颗粒对MoSi2 基体材料的强韧化效果和机制。结果表明 ,材料复合具有较好的强韧化协同效应 ,复合材料中ZrO2 相和少量SiC颗粒在基体的间层作用 ,可抑制MoSi2 晶粒长大 ;断口呈现晶粒细小、裂纹扩展曲折和沿晶与穿晶混合型断裂等特征 ;ZrO2 SiC颗粒通过弥散强化和细化晶粒使复合材料强度提高 ,通过晶粒细化、裂纹偏转和分支、微裂纹形成等机制的综合作用使复合材料增韧     

Room—temperature mechanical properties of WSi2／MoSi2 composites

Five Kinds of WSi2/MoSi2 composites were successfully prepared by mechanical alloying,IP and high temperature sintering techniques.And their hardness and fracture toughness were measured by the Vickers indentation fracture mode through an Hv-10A type sclerometer.The microstructure and morphology were investigated by a JSM-5600IV scanning electron microscope.Results show that the addition of 50% WSi2(in mole fraction)has remarkable hardening and toughening effects on the MoSi2 matrix.whose hardness value and fracture toughness value are increased about 60% and 86%,respectively.For WSi2/MoSi2 comosite,the hardening mechanisms are fine-grain and the second phase particles strengthening,and the toughening mechanisms include fine-grain,grain drawing,crack deflection,microbridge and bowing toughening.     

La_2O_3掺杂对二硅酸锂微晶玻璃析晶行为和力学性能的影响

以P_2O_5 和 ZrO_2 为复合成核剂,Sb_2O_3为澄清剂,通过传统熔体冷却法制得掺稀土La_2O_3的SiO_2-Li_2O-K_2O- B_2O_3系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM和力学性能测试等方法研究La_2O_3含量对玻璃析晶行为、析出晶相种类及微晶玻璃力学性能的影响.结果表明:La_2O_3含量对基础玻璃的第一析晶峰对应的温度影响较大,对第二析晶峰对应的温度影响不明显;当La_2O_3的含量小于0.40%(摩尔分数)时,La_2O_3的引入不改变微晶玻璃主晶相类型;当La_2O_3含量增加到0.80%时,La_2O_3直接参与晶相组成,析出LaPO_4晶相;同时,La_2O_3的引入提高了二硅酸锂晶相的析出温度;当La_2O_3含量为0.40%时,微晶玻璃的抗弯强度和弹性模量达到最高值,分别为328 MPa和143 GPa;当La_2O_3含量小于0.40%和大于1.20%时,微晶玻璃的断裂韧性随La_2O_3的增加变化较小;当La_2O_3含量为0.40%～1.20%时,微晶玻璃的断裂韧性随La_2O_3含量的增加而大幅度增加,最大断裂韧性达到3.34 MPa·m~(1/2).     

原位TiB_2/Al复合材料制备及凝固过程研究

利用原位法制备了TiB2/Al复合材料。根据X-射线衍射图探讨了增强相形成机制,测定了材料凝固动态曲线并分析了影响凝固的3个主要因素,采用扫描电镜研究了材料的拉伸性能。结果表明,当B2O3与TiO2的摩尔比为1.0时,反应式为:3TiO2+10Al+3B2O3→5Al2O3+3TiB2。影响材料凝固的3个主要因素是颗粒在母相中的分布,B2O3与TiO2的摩尔比以及反应温度。材料的强化主要是TiB2颗粒的弥散强化(即奥罗万机制)和TiB2为形核核心作用所导致的晶粒细化,材料的断裂属于TiB2颗粒被拔出而形成的微孔聚集型韧性断裂。     

SiO_2-BN-Si_3N_4系复相陶瓷制备及性能

以Y_2O_3和Al_2O_3陶瓷粉体作为烧结助剂,对不同含量BN原料配比无压烧结制备SiO_2-BN-Si_3N_4系复相陶瓷,生坯采用注凝成型制备,然后在1780 ℃保温2 h烧结,烧结体主要由板条状的Si_2N_2O及长柱状的β-Si_3N_4晶粒构成,BN晶粒弥散在各晶粒之间.Si_2N_2O相通过反应SiO_2+Si_3N_4=2Si_2N_2O原位生成.Si_2N_2O具有优异的抗氧化性,Si_3N_4具有高的强度,而BN的加入大大提高了材料的可加工性能,材料结合了各相的优异性能.实验结果表明:材料热冲击性能优异,热冲击温差在800 ℃时,材料的弯曲强度还略有提高,1200 ℃时,材料的残余弯曲强度保持不变.     

抗高温氧化腐蚀专用焊条

通过A402，A302，A202及Cr24Ni7不锈钢焊条熔敷金属的抗高温氧化腐蚀性能对比试验分析，设计了新的专用焊条合金系统Cr26Nil6，并在焊条药皮中分别添加微量稀土氧化物La2O3及CeO2，研究不同稀土氧化物添加量对焊条熔敷金属在空气中和含硫气氛中抗高温氧化及腐蚀性能的影响，从而确定了合理的稀土氧化物加入量。最后，对合金系统为Cr26Nil6的专用焊条进行工艺评价。结果表明，专用焊条工艺性好，用该焊条所焊焊缝的性能可满足抗高温氧化腐蚀使用要求。微量稀土氧化物在焊条药皮中的加入，对其熔敷金属的抗高温氧化性能有所提高，对在含硫气氛中的抗高温腐蚀性能有显著提高；加入La2O3的焊条熔敷金属比加入CeO2的焊条熔敷金属抗高温氧化及硫化腐蚀性能更好。     

SiC/MoSi_2复合材料的原位反应热压烧结工艺

从热力学角度研究了Mo-Si-C三元系中所有二元化合物化合反应的吉布斯自由能随温度变化的规律,探索了SiC/MoSi_2复合材料原位反应热压烧结的最佳工艺参数.结果表明,利用Mo、Si、C混合粉末原位反应合成SiC/MoSi_2复合材料在热力学上是完全可行的,反应烧结温度低于1728 K(1455 ℃)是为抑制Mo_2C形成,保证SiC生成的热力学条件.采用原位反应热压烧结工艺能够制备具有优异显微组织的SiC/MoSi_2复合材料.     

ACTIVITIES OF CaO AND La_2O_3 IN LIQUID CaO-SiO_2-La_2O_3 SLAGS AND SLAG STRUCTURE

The activity of CaO and La_2O_3 in the liquid ternary slay CaO-SiO_2-La_2O_3 has been de-termined by equilibrating Sn with the slag phase in a graphite crucible under l arm of CO at1600C.The experimental results ,showed that the activity of CaO and La_2O_3 changes slowlywhile the ratio of mole fraction.x_(CaO)/x_(SiO_2),is less than unit.hut varies sharply while the ra-rio increases from 1 to 1.2.In addition,by equilibrating Sn with the binary slagB_2O_3-La_2O_3 saturated witlt solid La_2O_3 at three different temperatures,the relation betweenIgγ_(La)~0 and I/T is determined as follows:Igγ_(La)~0=-20400/T+11.37(1500-1600C)A random network model of molten silicate structure was applied to CaO-SiO_2-La2O_3.It was found that the experimentally determined activity-composition curve of CaO arequalitatively reproduced by the curves calculated with the model,but the curves of La_2O_3 areconsiderahly different from the calculated ones.It implies that the model used is over-simpli-fied and that the difference in interaction energy between the metal cations of different valenceand silicate anions should be considered.     

Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧机制的探讨

采用氮气保护热压烧结工艺制备Al_2O_3/LiTaO_3(简称ALT)陶瓷基复合材料,研究了Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧的机制.结果表明,ALT陶瓷复合材料的相对密度比烧结纯LiTaO_3陶瓷的高得多,且其各项力学性能均有明显的提高;Al_2O_3的加入起到烧结助剂的作用;Al_2O_3第二相加入后对LiTaO_3压电陶瓷起到弥散强化作用,其增韧机理为ALT复合材料中残余应力场和裂纹偏转增韧.     

稀土Lu_2O_3增强氮化硅陶瓷的结构与性能

以稀土氧化物Lu_2O_3作为单一添加剂,研究在热处理过程中,稀土氧化物对氮化硅在粉体状态下相变的影响.指出氮化硅粉体的α→β相变率与稀土氧化物的添加量、粉体的热处理温度之间的关系.发现热处理温度在1650 ℃以下时,氮化硅粉体的相变率随着添加剂含量的异常变化.以上述制备的β-氮化硅晶种,在不进行化学处理的情况下直接用于氮化硅陶瓷的增韧,使得所制备的氮化硅陶瓷在保持原有的室温强度基本不变的情况下,断裂韧性得到大幅度提高.在此体系中研究了β-氮化硅晶种的增韧效果及机制.分析了晶粒尺寸及其分布与氮化硅陶瓷性能及显微结构之间的关系.研究表明:以Lu_2O_3为单一添加剂的自增韧氮化硅陶瓷,晶种的加入使材料在保持强度的同时,断裂韧性提高了10%～20%.     

T10钢表面激光熔覆Ni/WC-La_2O_3性能研究

采用激光熔覆技术在T10钢表而激光熔覆Ni基合金,并研究了在Ni基合金中加入WC硬质相、纳米稀土氧化物La_2O_3后的性能和组织结构的变化情况.实验表明:激光熔覆层由熔覆层、结合区和热影响区组成,在合适的工艺条件下可得到结合性能良好的熔覆层.Ni60+30%WC熔覆层的硬度与未加入WC相比改变不大,但耐磨性却得到很大的提高;Ni60+1.0%La_2O_3熔覆层主要由树枝晶组成,在激光熔覆层中添加La_2O_3,起到细化枝晶的作用,同时激光熔覆层平均硬度比未加稀土的提高约150 HV0.1.