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.     

MoSi2—Mo5Si3复合材料的低温氧化行为

通过热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了MoSi2-Mo5Si3复合材料的低温氧化行为,指出材料低温氧化时,随Mo5Si3量增多,材料氧化加剧,当Mo5Si3含量超过16％（质量分数）时发生“PEST”现象,所形成的SiO2由于MoS3晶须的大量存在,使其不能均匀连续地分布于材料表面,从而加剧了氧化。     

MoSi2含量对原位生成MoSi2/Si3N4复合材料高温氧化性能的影响

摘要：研究了不同MoSi2含量的MoSi2/Si3N4复合材料的高温氧化行为，用XRD和SEM分析材料氧化以后的相组成及显微结构，探讨了该材料的氧化机理和氧化膜的破坏方式。结果表明，不同MoSi2含量的MoSi2/Si3N4复合材料在1400℃空气中氧化100h的氧化增量符合抛物线规律，随着MoSi2的含量的增加，材料的氧化活化能升高，氧化后的强度损失率减小。     

La2O3-Gd2O3-Mo secondary emission material

A new kind of materials La2O3-Gd2O3-Mo has been produced by powder metallurgy method.The composition and microstructure of the material were studied by XRD and SEM.It shows that no chemical reaction takes place among La2O3,Gd2O3,Mo and the rare earth oxides exist along molybdenum grain boundaries and in the pores.The emission property measurement results of this material show that adding rare earth oxide into molybdenum can improve the secondary emission coefficient of the emitter,and the emission property depends on the activation temperature.After La2O3-Gd2O3-Mo was activated at 1360℃,the maximum secondary emission coefficient can be high to 2.62,which has exceeded that for practical uses(2.0).     

Al2O3/TiAl复合材料的高温氧化行为

用氧化增重法研究了57.46Ti-36.78Al-5.76TiO2(质量分数,％)体系添加Nb2O5,后的合成产物在850℃空气中的断续氧化行为,并借助XRD分析剥落的氧化皮的相组成.结果表明,氧化样品的初始氧化动力学符合线性规律,断续氧化动力学遵从抛物线规律.氧化皮由TiO2、Al2O3及Nb2O5相组成.适量Nb2O5的加入,高温氧化形成的Nb2O5和Al2O3的复合氧化物层阻碍了Ti元素的扩散.同时α2相的存在增加了Al2O3,的稳定性,降低了氧化速率.过量Nb2O5的加入,使NbAl3相高温氧化形成富Nb2O5相,造成氧化膜结构疏松,氧化膜脱落.     

La2O3-Mo热发射材料的研究

采用溶胶凝胶(Sol-Gel)和两步氢还原及烧结法成功制备了(2%～5%),质量分数,下同)La2O3-Mo阴极粉末和烧结体,借助于XRD,SEM等手段对材料成分及微观结构进行分析.结果显示在粉末和烧结体中稀土元素La以氧化物形式存在,La2O3粒子大小为100nm,弥散分布在烧结体基体中.热发射测试结果表明1400℃时,零场发射电流达到J0=6A/cm^2.暴露大气48h后,再经过1350℃激活,发射性能得到全面恢复.     

SiC/MoSi2复合材料500℃氧化行为研究

研究了不同SiC体积分数（30%-50%）的SiC/MoSi2复合材料低温500℃的氧化性能。结果表明：SiC/MoSi2复合材料在低温（500℃）时具有优异的抗氧化性能,氧化500h没有发生氧化粉化现象。复合材料的氧化增重随SiC体积分数的增加而减少。复合材料表面的抗氧化保护层均匀致密,材料内部缺陷少,材料内部晶界没有发生Mo与Si的氧化,材料的抗低温氧化性能得到显著提高。     

预氧化对TiC-TiB2/MoSi2复合材料低温氧化行为的影响

研究了20vol％TiC-TiB2/MoSi2复合材料和高温预氧化处理后材料在500℃的低温氧化行为.结果表明,该复合材料在500℃的氧化动力学基本呈线性关系,氧化240h后增重1.67 mg· cm-2,表面生成的氧化层呈疏松多孔并出现“粉化”现象;1200℃预氧化处理的材料在500℃氧化240h后仅增重0.062 mg· cm-2,没有出现“粉化”现象;预氧化处理后的材料表面形成致密的TiO2和SiO2复合保护膜提高了复合材料的低温抗氧化能力.     

MoSi2-X%(wt)La2O3复合材料的力学性能与烧结工艺的关系

采用低负荷维氏硬度计、电子万能材料试验机、动态热模拟机等研究了机械合金化(MA)与高温自蔓延(SHS)合成的MoSi2-X%(wt)La2O3复合材料的室温硬度、室温断裂韧度和高温屈服强度等力学性能与烧结工艺的关系.结果表明,该复合材料的室温硬度及断裂韧度均随La2O3含量的增加呈先增后略降的规律,其最大值分别为10.7GPa、6.20 MPa*m1/2.在不同温度烧结时,复合材料的断裂韧度值均高于纯MoSi2的断裂韧度值;采用SHS粉末制备的材料中,La2O3起到了一定的高温强化作用.MoSi2-0.8%(wt)La2O3材料具有较好的综合力学性能.     

MoSi_2加热元件的高温碳化

采用XRD、SEM和EPMA技术研究MoSi2棒材的高温碳化行为。结果显示:试样心部仍为MoSi2相,碳化产物为Mo5Si3C和Mo2C;碳化层组织疏松,有大量圆形孔洞存在,厚度约为500～800μm,心部组织表现为MoSi2沿晶和穿晶脆性断裂特征;碳化产物位于三元Mo-Si-C平衡相图中Mo5Si3、Mo5Si3C和Mo2C三相区内,试样由内到外,Mo2C含量逐渐升高;碳化产物主要由Mo5Si3碳化形成,而并非MoSi2的直接碳化产物。     

稀土和Mo5Si3强韧化MoSi2材料的磨粒磨损特性

在M 2型摩擦磨损试验机上考察了MoSi2 ,RE/MoSi2 和Mo5Si3 /MoSi2 等 3种材料在干摩擦条件下与氧化铝砂轮对摩时的磨粒磨损性能 ,运用扫描电子显微镜和定点探针观察与分析了其磨损表面形貌 ,并对材料的磨损机理进行了探讨。结果表明 :3种材料均具有较好的抗磨粒磨损特性 ;磨损机理主要为微切削、表面氧化和疲劳微断裂 ;第二相稀土和Mo5Si3 在一定程度上降低了基体的耐磨性 ,主要归因于表面氧化生成膜的不同性质。     

MoSi2高温氮化行为的研究

以MoSi2粉体为原料，分别在1400、1500、1600、1700℃温度下，0．9MPa氮气气氛条件下保温3h，研究了MoSi2的高温氮化行为。XRD、SEM和EDS研究结果表明：MoSi2的氮化产物主要有Mo5Si3和Si3N4，同时还有SiO2和Si2N2O生成，氮化生成的Si3N4呈针柱状。MoSi2氮化后生成的Si3N4的量随氮化温度的升高而增加。     

MoSi_2-Mo_5Si_3复合材料的低温氧化行为

通过热重分析 (TGA)、X射线衍射 (XRD)和扫描电镜 (SEM)研究了 Mo Si2 - Mo5Si3复合材料的低温氧化行为 ,指出材料低温氧化时 ,随 Mo5Si3量增多 ,材料氧化加剧 ,当 Mo5Si3含量超过 16 % (质量分数 )时发生“PEST”现象 ,所形成的 Si O2 由于 Mo O3晶须的大量存在 ,使其不能均匀连续地分布于材料表面 ,从而加剧了氧化     

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.     

难熔（Mo1-x,Nbx）5Si3合金的制备与组织性能

为改善Mo5Si3的本征脆性,采用电弧熔炼/高温退火技术制备了(MO1-x,Nbx)5Si3)(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)合金,并结合X射线衍射(XRE))、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计等分析设备,对合金试样进行了分析测试.结果表明,Mo有助于高温相β-Nb5Si3的稳定;合金更倾向形成(Mo,Nb)5Si3及β-(Nb,Mo)5Si3固溶体,能谱分析表明有少量Mo3Nb2Si3三元相生成;Nb在Mo3Si3中的固溶度远大于在MoSi2中的固溶度;随Nb含量的增加,合金硬度呈现先增高后降低的抛物线规律,最高硬度(HV)达1 616.7,试样退火后的硬度高于退火前的硬度;压痕断裂韧度较低,合金韧性没有明显改善.     

铌合金表面MoSi2-B4C复合涂层的快速烧结制备及高温氧化行为

以Mo-Si-B4C混合粉末为涂层原料,采用放电等离子烧结在铌合金表面原位反应烧结制备MoSi2-B4C复合涂层,研究涂层组织形成过程及界面反应特征,考察涂层在1450℃下的抗氧化性能。结果表明,在烧结的升温阶段,MoSi2相就已完全形成,而在保温的初期阶段,部分B4C颗粒又与邻近的MoSi2反应生成了SiC和Mo2B5。烧结过程中,涂层中的Si和B向基体合金扩散,形成了由NbSi2 + NbB外层和Nb5Si3内层组成的互扩散区。涂层在1450℃至少100h内可有效保护基体,表面生成了致密的SiO2-B2O3氧化膜,而互扩散区内NbB的存在有效阻碍了氧化过程涂层中Si的内扩散。