化学气相沉积TaC涂层的微观形貌及晶粒择优生长

利用TaCl5-Ar-C3H6体系,采用X射线衍射技术和扫描电镜研究不同温度下化学气相沉积TaC涂层微观形貌及晶粒择优生长.结果表明:在800～1 200℃时,随沉积温度升高,TaC颗粒从圆球形逐渐转变为多角形以及金字塔形多面体,而其晶体择优取向依次从无明显择优取向向<220>和<200>转变;利用生长参数α和VAN DERDRIFT,MEAKIN的纳米级晶粒选择生长模型可较好地解释不同形貌的生长机制.当α=3时,薄膜会优先生长成<200>择优取向的金字塔晶粒;当α=1.5时,则容易生长成(220>取向的多角形晶粒.     

高硅铝合金几种常见制备方法及其细化机理

高硅铝合金根据制备方法的不同,其细化方法及原理也有所不同.主要综述了熔炼铸造、快速凝固粉末冶金和喷射沉积工艺制备高硅铝合金的方法及其细化机理.     

包覆轧制过共晶高硅铝合金材料的性能研究

针对应用广泛的过共晶高硅铝合金,采用熔炼铸造与包覆轧制相结合的方法,制备了Si含量＞26%的高硅铝合金材料,通过电子金相显微镜和扫描电镜对合金材料的微观组织进行了分析,并对材料进行了热膨胀系数、气密性及抗拉强度的测定.实验结果表明:包覆轧制可有效阻止脆性材料裂纹的扩展;在100～400℃,Si含量为28.49%的高硅铝合金材料在纵向的热膨胀系数的平均值为16.3×10-6,横向为16.2×10-6,气密性为0.9966×107,材料纵向的室温抗拉强度为135.610 MPa;Si含量为32.08%的材料,在100～400℃,纵向的热膨胀系数的平均值为1 5.9×106,横向为15.8×106,气密性为3.4×10,材料纵向的室温抗拉强度为93.96MPa.     

C／C复合材料ZrB2-SiC基陶瓷涂层制备及烧蚀性能研究

为提高C／C复合材料的抗烧蚀性能,采用两步刷涂一烧结法制备了ZrB2-SiC基陶瓷涂层。首先利用反应烧结制备ZrB2-SiC—ZrC过渡层,并在此基础上制备了ZrB2-20％SiC-5％Si3N4、ZrB2．15％SIC-20％MoSi2、ZrB2．15％SiC-20％TaC3种外涂层。利用XRD和扫描电镜研究了涂层的相组成和显微形貌,并采用氧乙炔焰烧蚀仪测试了涂层在2500℃、60S的抗烧蚀性能,探讨了涂层的高温烧蚀机理。结果表明：利用反应烧结制备的过渡层与基体结合紧密,且与外涂层无明显分层现象,起到了良好的过渡作用;由于Si,N4及MoSi2起到了烧结助剂作用,使ZrB2—20％SiC-5％Si,N4、ZrB2．15％SiC．20％MoSi2外涂层结构较为致密;ZrB2—20％SiC-5％si3N4、ZrB2—15％SiC～20％MoSi2涂层表现出了较好的抗烧蚀性能,其中ZrB2-20％SiC-5％Si3N4涂层线烧蚀率及质量烧蚀率分别为0．075mm/s、0．0081/s,ZrB2—15％SIC-20％MoSi2涂层线烧蚀率及质量烧蚀率分别为0．018mm／s、0．0064g／s,而ZrB2-15％SIC-20％TaC涂层由于结构较为松散,未能起到有效的氧化防护,导致涂层被烧穿。     

放电等离子烧结制备SiC/MoSi_2复合材料的显微组织、烧结行为及力学性能（英文）

以Mo、Si和SiC粉末为原料,利用放电等离子烧结技术在不同温度下制备SiC/MoSi_2复合材料,研究SiC/MoSi_2复合材料的物相组成、显微组织和力学性能,并探讨其烧结行为。结果表明:SiC/MoSi_2复合材料由MoSi_2、SiC和少量的Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)组成,呈现细晶组织。在Si C/MoSi_2复合材料的烧结过程中,存在固相烧结至液相烧结的演变。1600°C烧结的Si C/MoSi_2复合材料表现出最好的力学性能,其维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为13.4 GPa、674 MPa和5.1 MPa·m~(1/2),比纯MoSi_2分别提高了44%、171%和82%。第二相SiC作为硬质相可以承受外加应力,并阻碍裂纹的快速扩展,有助于复合材料力学性能的提高。     

化学气相渗透法制备2.5D浅交弯联SiC_f/SiC复合材料的结构与力学性能

采用化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)方法,在具有2.5D浅交弯联结构的SiC纤维管状编织体上预沉积SiC-PyC-SiC多层界面(PyC即Pydrolytic carbon,热解碳),再利用CH_3SiCl_3-H_2-Ar体系对其进行化学气相渗透SiC增密,制备管状SiC_f/SiC复合材料,研究SiC_f/SiC复合材料的物相组成、微观结构、轴向压缩、径向压溃以及环向拉伸等力学性能及其断口形貌。结果表明:SiC_f/SiC复合材料主要由SiC纤维、SiC-PyC-SiC复合界面以及SiC基体组成。SiC-PyC-SiC复合界面中,PyC界面厚度为400~500 nm,SiC界面厚度为700~800 nm,SiC基体主要为β-SiC相。SiC_f/SiC复合材料的密度为2.50~2.58 g/cm~3,开孔率为7.70%~9.10%,轴向抗压强度为53.2 MPa,径向压溃强度为38.18 MPa。轴向压缩时表现为与水平方向成45°方向的剪切破坏,径向压溃时表现为形成4个塑性铰后发生分瓣破坏,断口处明显观察到纤维拔出现象,但拔出不长,表现出"假塑性"特征。SiC_f/SiC复合材料的环向抗拉强度为12.8 MPa,其断口相对较平整,纤维拔出不明显,表现为脆性破坏。     

梯度分布TaC界面改性C/C复合材料的微观结构与力学性能

利用化学气相渗透法在三维细编穿刺炭毡中的炭纤维表面沉积TaC陶瓷界面,通过控制气体在预制体中的流动方向,获得梯度分布TaC界面改性C/C复合材料。研究了材料的微观结构、弯曲性能以及断裂韧性,结果表明:TaC呈层状分布在炭纤维表面,从C/C复合材料表层到内部,TaC陶瓷相的含量呈梯度分布;梯度分布TaC界面改性C/C复合材料的平均弯曲强度为272.6MPa,平均断裂韧性为5.0MPa·m1/2;整体上,沿材料厚度(Z轴)方向,随TaC含量的降低,纤维的拔出长度明显变短;在表层富TaC区,TaC含量对材料断裂行为有较大影响,其表现为:在TaC含量较多的外层,材料断裂为脆性断裂,而在TaC含量较少的内层,材料断裂为假塑性断裂。     

不同界面SiC纤维束复合材料的拉伸力学行为

利用国产三代SiC纤维通过化学气相渗透工艺(CVI)制备不同界面厚度和基体体积分数的SiC纤维束复合材料,并对其拉伸力学行为进行研究;同时,通过有限元方法研究界面厚度和基体体积分数对SiC纤维束复合材料热残余应力的影响。有限元分析结果表明:该纤维束复合材料的界面存在较为明显的径向和环向热残余应力,而且这两种应力均随着界面厚度增加而减小,随着基体体积分数的增加而增加。拉伸实验结果表明:随着界面厚度增加SiC纤维束复合材料的拉伸强度有增大趋势,且纤维拔出长度也相应增加;但在界面厚度相同的情况下,过高的基体体积分数将导致复合材料拉伸强度和韧性下降。     

粉末粒度对高硅铝合金材料组织及性能的影响

采用空气雾化水冷与真空包套热挤压工艺相结合的方法,制备了Al-40Si高硅铝合金,并利用金相显微镜、扫描电镜、万能电子拉伸机、差热分析仪等设备系统测试和分析了该材料的显微组织、力学和热物理性能.研究表明:当原始粉末粒度较粗时,经热挤压后材料的显微组织中硅相粗大,致密度与气密性较低,抗拉强度较小,导热性能和热膨胀系数较大.     

放电等离子烧结原位制备MoSi_2陶瓷的显微组织与力学性能

以Mo、Si混合粉末为原料,采用放电等离子烧结技术原位制备MoSi_2陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电镜、维氏硬度计、电子万能材料试验机等,研究1 300,1 400和1 500℃下烧结的MoSi_2陶瓷物相组成、微观结构及力学性能。结果表明:MoSi_2陶瓷由MoSi_2和少量Mo_5Si_3/Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)及SiO_2组成;随烧结温度升高,第二相Mo_5Si_3/Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)含量增多,并发生Mo_5Si_3向Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)的相转变;第二相Mo_5Si_3/Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)含量增多可细化基体组织,材料沿晶断裂的比例增加,具有一定的强韧化作用;1 500℃烧结的MoSi_2陶瓷综合性能最佳,其致密度为99.5%,维氏硬度为9.8 GPa,抗弯强度和断裂韧性分别为313 MPa和2.9 MPa·m~(1/2)。