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。     

原位合成MoSi2—SiC复合材料的室温增韧

原位合成MoSi2-SiC复合材料的断裂韧性明显高于单一MoSi2-SiC的断裂韧性,组织结构的TEM与HREM研究结果表明：原位合成MoSi2-SiC／SiC界面为直接的原子结合,无SiO2非晶层存在,结合对该复合材料的KIc断口形貌及压痕裂纹连续扩展路径的观察分析表明,其室温增韧机制为MoSi2-SiC界面间较高的结合力,MoSi2基体晶粒细化及裂纹偏转和桥接。     

热压C-SiC-B4C-TiB2复合材料的组织与力学性能

以磷片石墨Cfg,SiC,B4C和TiO2为原料,热压合成C-SiC-B4C-TiB2复合材料,研究不同Cfg含量和热压温度对复合材料显微组织和力学性能的影响规律.结果表明烧结过程中TiO2与B4C反应原位生成TiB2;复合材料的密度和抗弯强度随着热压温度的升高而增加,却随着Cfg含量的增加而降低,随着热压温度的升高和Cfg含量的增加,复合材料的断裂韧性则提高;在2 000 ℃,25 MPa下热压时,Cfg含量为20%(质量分数)的复合材料其体积密度为2.81 g/cm3,抗弯强度为236.7 MPa,断裂韧性为5.3 Mpa·m1/2,Cfg含量为65%含量的复合材料的体积密度为2.42 g/cm3、抗弯强度为103.6 MPa、断裂韧性为8.1 Mpa·m1/2;复合材料的致密化程度和陶瓷晶粒随热压温度的升高而增大,复合材料中Cfg层状分布结构随Cfg含量的增加更加明显;复合材料中Cfg弱界面分层诱导韧化作用及第二相TiB2和陶瓷基体热膨胀系数不匹配所产生的残余应力导致的裂纹偏转作用是复合材料断裂韧性提高的主要原因.     

(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。     

原位合成MoSi2-30%SiC复合材料的高温蠕变行为

研究了含30％SiC（体积分数）的热压原位合成MoSi2基复合材料及对比用的商用MoSi2与SiC混粉热压材料在1200－1400℃的压缩蠕变行为。结果表明，在60－120MPa应力条件下，原位合成复合材料的稳态蠕变速率都可维持在10^-7s^-1量级或更低的水平。高于1300℃原位合成材料的稳态蠕变速率明显低于商用混粉材料的主要原因是MoSi2／SiC相界面为纯粹的原子结合，无SiO2非晶相存在，蠕变机制为位错蠕变，MoSi2基体中的位错类型为＜110＞为＜100＞     

热压烧结-热挤压复合工艺制备SiCp/6061Al基复合材料

采用热压烧结-热挤压复合工艺制备了SiC体积分数为35%的SiCp/6061Al基复合材料。观察了复合材料的金相组织和断口形貌,检测了复合材料的密度和抗拉强度。分析了热压和热挤压复合工艺对复合材料的影响。结果表明:采用热挤压二次成形后,增强体在基体中的分布均匀化,与挤压方向平行;复合材料的致密度达到98.09%,抗拉强度达到248 MPa;基体组织晶粒细化,并产生大量的位错和亚晶组织;SiCp/6061Al复合材料断裂机理主要由6061Al基体的韧性断裂和增强体SiC颗粒的脆性断裂组成。     

SiC掺杂WC-10Ni硬质合金的真空烧结及性能研究

采用高能球磨和真空烧结技术制备了纳米SiC颗粒弥散增强WC-10Ni硬质合金复合材料,研究了SiC添加量和烧结温度对SiC掺杂WC-10Ni硬质合金复合材料显微组织和室温力学性能的影响。结果表明,采用真空烧结技术于1 450 ℃和1 500 ℃下烧结可获得烧结颗粒结合良好,致密度高达99.2%的WC-10Ni-SiC复合材料。SiC的添加不仅可以抑制WC晶粒的长大,起到细化晶粒的作用,还可促使WC晶粒烧结致密化。而且所获得的复合材料的维氏硬度随着SiC含量的增加而提高,最高达1 649 HV;断裂韧性和抗弯强度随着SiC添加量增加均呈现先升高后降低的趋势,当SiC添加量为0.5wt%时可获得断裂韧性和抗弯强度分别为12.7 MPa.m_1/2和1 126.1 MPa的WC-10Ni-SiC硬质合金复合材料。     

SiC掺杂WC-10Ni硬质合金的真空烧结及性能

采用高能球磨和真空烧结技术制备了纳米SiC颗粒弥散增强WC-10Ni硬质合金复合材料,研究了SiC添加量和烧结温度对SiC掺杂WC-10Ni硬质合金复合材料显微组织和室温力学性能的影响。结果表明,采用真空烧结技术于1450和1500℃下烧结可获得烧结颗粒结合良好,致密度高达99.2%的WC-10Ni-SiC复合材料。SiC的添加不仅可以抑制WC晶粒的长大,起到细化晶粒的作用,还可促使WC晶粒烧结致密化。而且所获得的复合材料的维氏硬度随着SiC含量的增加而提高,最高达16.49GPa;断裂韧性和抗弯强度随着SiC添加量增加均呈现先升高后降低的趋势,当SiC添加量为0.5%时(质量分数,下同)可获得断裂韧性和抗弯强度分别为12.7MPa·m1/2和1126.1MPa的WC-10Ni-SiC硬质合金复合材料。     

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。     

EFFECTS OF THERMAL CYCLE ON MECHANICAL PROPERTIES OF SiC PARTICLES REINFORCED MoSi_2 COMPOSITE

ＥＦＦＥＣＴＳＯＦＴＨＥＲＭＡＬＣＹＣＬＥＯＮＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＳｉＣＰＡＲＴＩＣＬＥＳＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤＭｏＳｉ_２ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ￥ＺＨＥＮＧＬｉｎｇｙｉ；ＪＩＮＹａｎｐｉｎｇ；ＬＩＰｅｎｇｘｉｎｇ（ＴｈｅＳｔａｔｅ?..     

Si3N4(p)/SiC(w)协同复合MoSi2材料的强韧化及机理研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、电子万能材料试验机研究MoSi_2-Si_3N_(4(p))/SiC_(w)复合材料的结构、形貌、硬度、断裂韧性,并对SiC晶须和Si_3N_4颗粒复合强韧化MoSi_2的机理进行了探讨.结果表明,SiC晶须和Si_3N_4颗粒对MoSi_2具有协同强韧化作用,MoSi_2-20%Si_3N_(4(p))-20%SiC_(w)(体积分数,下同)复合材料的抗弯强度达427 MPa,室温断裂韧性达到10.4 MPa·m~(1/2),均高于单一强韧化剂的强韧化效果.MoSi_2-20%Si_3N_(4(p))-20%SiC_(w)复合材料的强化机理为细晶强化和弥散强化;韧化机制为细晶韧化、裂纹偏转与分支和微桥接韧化.     

SiC纤维表面改性对SiCw／Al复合材料界面强度的影响

用ＳｉＯ２，Ｃ对ＳｉＣ纤维进行表面处理后制备成ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料，对其拉伸形变断裂过程的声发射行为进行了研究，并测定了纤维断裂强度和纤维基体间的界面切变强度。结果表明界面切变强度，纤维断裂强度和界面性能对纤维的表面处理十分敏感，富ＳｉＯ２处理的ＳｉＣ纤维的界面性能得到改善，而富碳处理的界面变脆。     

W-5Re-xSiC复合材料的微观结构与力学性能

为了提高W-5Re合金的室温强韧性,采用电弧熔炼法通过添加SiC制备高性能的W-5Re-xSiC复合材料,并研究SiC添加量(05%4%,质量分数)对W-5Re-xSiC复合材料的微观结构和力学性能的影响规律。结果显示,W-5Re-xSiC复合材料主要由W(Re)固溶体相、W2C和W5Si33相组成。随着SiC添加量的增加,基体晶粒细化,脆硬性的金属间化合物含量增加;W-5Re-xSiC复合材料的强韧性先提高后降低。当SiC添加量为1%时,在基体的细晶强化和W5Si3韧化的共同作用下,W-5Re-1SiC复合材料的强韧性最佳,抗压强度为1859 MPa,断裂应变为32.87%。     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF SiC W/BAS (BaAl 2Si 2O 8) GLASS CERAMIC COMPOSITE

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＢＡＳ（ＢａＯＡｌ２Ｏ３ＳｉＯ２）ｇｌａｓｓｃｅｒａｍｉｃｓｗｉｔｈｃｅｌｓｉａｎａｓｍａｉｎｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｐｈａｓｅａｒｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｍａｔｒｉｃｅｓｏｆｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｆｉｂｅｒｏｒｗｈｉｓｋｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｄｕｅｔｏｔｈｅｈｉｇｈｍｅｌｔｉｎｇｐｏｉｎｔ（１７６０℃）ａｎｄｇｏｏｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｃｅｌｓｉａｎ．Ｃｅｌｓｉａｎｗｉｔｈｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｓｔａｂ…     

弥散质点和SiC颗粒复合强化Al基复合材料 Ⅱ．性能和断裂特征

对机械合金化制备的Ａｌ_４Ｃ_３、Ａｌ_２Ｏ_３弥散质点和ＳｉＣ颗粒复合强化Ａｌ基复合材料进行了拉伸试验和断口分析，并测定了弹性模量和热膨胀系数．研究表明，在ＳｉＣ_ｐ／Ａｌ复合材料中引入弥散的Ａｌ_４Ｃ_３和Ａｌ_２Ｏ_３质点可以明显提高复合材料的室温和高温强度，随加入Ｃ含量的增加或Ａｌ粉氧化时间的加长，复合材料的强度提高．在Ａｌ_４Ｃ_３／Ａｌ复合材料的基础上加入ＳｉＣ颗粒可以提高复合材料的弹性模量并进一步降低其热膨胀系数．复合材料断口为大韧窝加细小韧窝的混合断口，随复合材料基体强度的增加，拉伸断口上断裂的ＳｉＣ颗粒数量增多．     

DISPERSOID AND SiC PARTICULATE STRENGTHENED Al COMPOSITES Ⅱ. PROPERTIES AND FRACTURE BEHAVIOUR

对机械合金化制备的Ａｌ_４Ｃ_３、Ａｌ_２Ｏ_３弥散质点和ＳｉＣ颗粒复合强化Ａｌ基复合材料进行了拉伸试验和断口分析，并测定了弹性模量和热膨胀系数．研究表明，在ＳｉＣ_ｐ／Ａｌ复合材料中引入弥散的Ａｌ_４Ｃ_３和Ａｌ_２Ｏ_３质点可以明显提高复合材料的室温和高温强度，随加入Ｃ含量的增加或Ａｌ粉氧化时间的加长，复合材料的强度提高．在Ａｌ_４Ｃ_３／Ａｌ复合材料的基础上加入ＳｉＣ颗粒可以提高复合材料的弹性模量并进一步降低其热膨胀系数．复合材料断口为大韧窝加细小韧窝的混合断口，随复合材料基体强度的增加，拉伸断口上断裂的ＳｉＣ颗粒数量增多．     

改善颗粒增强金属基复合材料塑性和韧性的途径与机制

评述了影响颗粒增强金属基复合材料塑性和韧性的各种因素,在此基础上深入研究了颗粒形状对ＳｉＣｐ／ＬＤ２复合材料塑性和断裂韧性的影响规律。采用有限单元法分析不同形状的ＳｉＣ颗粒增强的ＬＤ２复合材料的微区力学环境和整体力学行为,结果表明颗粒的尖锐化导致基体内应变集中和颗粒尖端断裂的可能性加剧,因而降低材料的塑性;而在外加载荷的作用下,由于复合材料基体整体均处于较高的加工硬化状态,因此颗粒形状对材料断裂韧     

Fabrication and mechanical properties of SiCw/MoSi2–SiC composites by liquid Si infiltration of pyrolyzed rice husk preforms with Mo additions

Dense SiC ceramic matrix composites containing SiC whiskers (SiC_w) and MoSi₂ phase (SiC_w/MoSi₂–SiC) are fabricated by a liquid Si infiltration (LSI) method. Pyrolyzed rice husks (RHs) containing SiC whiskers, particles and amorphous carbon are mixed with different amounts of Mo powder to form preforms for the infiltration. Microstructure and mechanical properties of the composites are studied. Fracture mode of the composites is discussed. Results show that the SiC whiskers and fine particles in the pyrolyzed RHs were preserved in the composites after the LSI process. The amorphous carbon and Mo powder in the preforms reacted with molten Si, forming SiC and MoSi₂ in the composites. The presence of MoSi₂ in the composite increases the elastic modulus but lowers the flexure strength. Content of MoSi₂ of ca. 20 wt.% provides an enhanced fracture toughness of 4.1 MPa m^1/2 for the composite. But too large amount of MoSi₂ caused crack formation in the composite. The compressive residual stress introduced by the formation of MoSi₂ and SiC, and the de-bonding of the fine SiC particles and SiC whiskers from the residual Si phase are considered to favor the fracture toughness of the composites.     

La2O3-Mo5Si3/MoSi2复合材料的力学性能和高温氧化行为

通过自蔓延高温合成了稀土协同Mo5Si3复合强韧化MoSi2的复合粉末,研究了La2O3-Mo5Si3/MoSi2复合材料的室温力学性能和高温氧化特性。结果表明:与纯MoSi2相比,稀土和Mo5Si3细化了材料的晶粒,提高材料的室温弯曲强度和断裂韧性,其强化机制为细晶强化,韧化机制为细晶韧化、裂纹偏转、裂纹分支和微桥接;当Mo5Si3含量不超过30%(摩尔分数)时,随着Mo5Si3含量的增加,材料的抗氧化性能降低,而RE-40%Mo5Si3/MoSi2(摩尔分数)复合材料出现粉化现象;RE-Mo5Si3/MoSi2复合材料抗氧化性的降低,主要是由于Mo5Si3较差的抗氧化性、材料致密度的降低以及晶粒细化的结果;0.8%稀土(质量分数)协同5%Mo5Si3(摩尔分数)的RE-Mo5Si3/MoSi2复合材料具有较好的综合力学性能和高温抗氧化特性。