燃烧合成MoSi的组织结构特征分析

利用钼粉硅粉间蔓延式燃烧合成工艺制备了ＭｏＳｉ２金属间化合物。研究发现：合成中首先在颗粒外表面发生剧烈溶解反应，并形成一厚约２５－３０μｍ的成份梯度变化过渡薄层，ＭｏＳｉ２是在薄层富硅侧以结晶方式形成。合成过程中硅已溶化，并通过ＭｏＳｉ２产物颗粒之间的孔隙向钼颗粒表面反应前沿快速铺展，使原硅颗粒处成为与硅颗粒尺寸相当的孤立大气孔而ＭｏＳｉ２颗粒间孔隙或液态有大气孔与ＭｏＳｉ２颗粒聚集区混合分布的组     

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。     

(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     

热循环对SiCp／MoSi_2复合材料性能的影响

研究了热循环对ＳｉＣｐ／ＭｏＳｉ_２复合材料抗弯强度和断裂韧度的影响，并测定了材料的宏观残余应力。实验材料是用热压方法制备的ＭｏＳｉ_２和不同体积百分数（１０，２０，３０ｖｏｌ％）ＳｉＣ_ｐ增强ＭｏＳｉ_２复合材料。实验结果表明，复合材料的抗弯强度和断裂韧度都随ＳｉＣ含量的增加而增加，经过热循环以后，四种材料的抗弯强度都有不同程度的增加，而断裂韧度则下降约２０％左右。这是由于材料经过热循环以后，造成ＳｉＣｐ和ＭｏＳｉ２界面结合过强和基体晶界过弱。尽管ＳｉＣ_ｐ和ＭｏＳｉ_２热膨胀系数相差很大，但在复合材料中未发现由此而产生的裂纹和宏观残余应力。     

Mo(Si_(1-x)Al_x)_2/Al_2O_3复合材料的制备与强韧化

以Mo、Al、Si和Mo O_34种粉末为原料,通过燃烧合成和真空热压烧结工艺原位制备了(Si_(1-x)Al_x)_2/Al_2O_3复合材料,分析了其燃烧模式、产物相结构、微观组织和力学性能。结果表明:添加Al之后坯体的燃烧合成反应更加剧烈,燃烧模式由螺旋模式转入混沌模式。随着合金化Al含量的增加,基体相结构由C11_b型Mo Si_2转变为C40型Mo(Si,Al)_2,并且在所有复合材料中都可以鉴别出Al_2O_3衍射峰,表明通过燃烧合成技术原位制备了Mo(Si_(1-x)Al_x)_2/Al_2O_3复合材料。复合材料的断裂韧性和抗弯强度最高分别达到4.25 MPa·m~(1/2)和346 MPa,比纯Mo Si_2提高了39%和60%。复合材料的强韧化机制主要有Al合金化强韧化、Al_2O_3第二相颗粒弥散强韧化、玻璃相的消除以及断裂方式的转变。     

燃烧合成Mg2Ni的影响因素

用XRD和SEM对Mg-Ni体系燃烧合成产物进行了研究。结果表明：Mg—Ni压坯预热至440℃以上均可热爆合成Mg2Ni，且预热速度越大产物越致密；过大的压坯密度，降低了体系的燃烧温度，影响Mg，Ni间的反应程度；而对于细小的Mg粒，由于较高的燃烧温度，导致合成产物出现严重的烧结现象；此外热爆合成产物在一定温度下适当的保温，有助于提高Mg2Ni的纯度。     

MoSi_2-WSi_2复合体系的自蔓延燃烧合成

利用自蔓延燃烧合成法制备了 Mo Si2 - WSi2 复合粉体 ,并对合成产物进行了 X射线衍射分析。研究表明 ,通过自蔓延燃烧合成反应既可实现 Mo Si2 与 WSi2 的复合 ,又可通过调整反应物 Mo,W,Si的比例 ,在 Mo Si2 中引入 WSi2的同时还能引入足够量的 Mo5 Si3- W5 Si3相。W量的增加使体系的绝热温度降低 ,对自蔓延燃烧合成反应产生影响。研究还表明 Mo Si2 - WSi2 和 Mo5 Si3- W5 Si3均以固溶体的形式存在。     

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。     

无氧燃烧合成和含氧燃烧合成的进展

综述燃烧合成技术和材料的发展。讨论燃烧合成中的化学、无氧燃烧合成与含氧燃烧合成中的化学和材料。     

液相燃烧合成堇青石陶瓷粉体

研究了液相燃烧合成堇青石工艺及机理,刘低温液相燃烧合成堇青石的反应过程及步骤进行了摸索.对反应过程中放热及自燃烧的反应机理进行了初步的研究,提出了整个反应的化学方程式.分析了不同预热温度对产物相组成、微观结构以及介电性能的影响.发现液相燃烧合成堇青石陶瓷粉体有预热点火温度低(300℃～500℃)、简便、快捷地得到堇青石超细粉体的优点,并且制得的粉体比表面积较大,烧结性能良好;并在实验中获得了介电系数约为7(1MHz),损耗低于0.001的低介电系数堇青石材料.     

氮气催化燃烧合成纳米碳化硅粉体

以硅粉和炭黑为原料,在N2气氛中通过燃烧合成制备出纳米SiC粉体。利用XRD、SEM等手段研究了N2压力、球料比、研磨时间等因素对燃烧合成反应的影响。结果表明,球料比和研磨时间对物料的反应程度影响显著。在球料比≥12.5∶1、球磨时间≥4 h的条件下,原料粉体可实现完全燃烧,生成产物主要为β-SiC,平均颗粒尺寸小于100 nm。在实验基础上,结合热力学分析,研究指出SiC是在N2催化作用下通过Si-C燃烧合成得到的,反应历程为:Si粉首先与N2反应生成Si3N4,同时放出大量的热,随着反应温度的升高,先生成的Si3N4发生分解,释放出的游离Si与C反应生成SiC。     

无氧燃烧合成和含氧燃烧合成的进展

综述燃烧合成技术和材料的发展。讨论燃烧合成中的化学、无氧燃烧合成与含氧燃烧合成中的化学和材料     

Al2O3/Fe表面复合材料的燃烧合成及组织分析

用燃烧合成法制备了Al2O3/Fe管状表面复合材料;利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子探针等对涂层的形貌、相组成、元素分布等进行了观测和分析.结果表明,相组成主要为α-Al2O3、尖晶石相(FeO·Al2O3)、YAG相(Y3Al5O12)及少量的莫来石相(3Al2O3·2SiO2)和α-Fe相.过渡层的存在使涂层与基体之间匹配应力较小,结合强度高;加入Y2O3使材料的致密度得到了提高.     

燃烧合成Ti_3AlC_2及其热稳定性

采用燃烧合成技术,通过改变Ti、Al和C 3种粉末的比例制备出高纯度的Ti_3AlC_2块体材料,并对其在氩气中的高温热稳定性进行了研究.X射线衍射(XRD)表明合成产物除了含有Ti_3AlC_2外,还含有少量TiC和Ti-Al金属间化合物,经k值法计算得Ti_3AlC_2最高含量为96.7%.耦合等离子-原子发射光谱(ICP-AES)结果表明最高纯度的合成产物中Ti、Al质量分数分别为74.2%和13.7%,与Ti_3AlC_2中Ti和Al含量十分接近.利用SEM对燃烧产物断口进行了观察,发现明显的层片状结构.热重-差热(TG-DTA)结果表明燃烧合成的高纯Ti_3AlC_2在加热过程中没有明显的热效应,说明合成的产物处于近似平衡状态.Ti_3AlC_2的分解温度在1370 ℃左右,同时由于氧化作用而导致试样质量略有增加.     

Mo对燃烧合成非化学计量碳化钛基金属陶瓷的影响

对Ｍｏ对燃烧合成非化学计量碳化钛基金属陶瓷的组织和性能进行了研究，结果表明，当Ｃ／Ｔｉ为０．４５时，反应物中添加Ｍｏ使烧烧合成金属陶瓷的粘结相由六方结构的ａ－Ｔｉ逐渐转变为体心立方结构的β－Ｔｉ；Ｍｏ在碳化钛晶粒和晶间粘结相内都有分布，碳化物晶粒细化；金属陶瓷的抗弯强度和红硬性提高，室温硬度降低。     

（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,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)、a-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＜30μm,体积分数为39%.材料室温硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为12.2GPa,530MPa和7.2MPa@m1/2;在800℃的维氏硬度为8.0GPa,1200℃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.     

Ti-Si多孔材料的燃烧合成与孔隙结构特征

以Ti、Si元素粉末为原料,采用燃烧合成技术制备了Ti:Si原子配比分别为1:1、5:4、5:3、3:1的4种多孔材料,对其燃烧合成特征、相组成、孔结构以及微观形貌进行了分析。结果表明:随着Ti含量的增加,Ti-Si体系反应程度先加剧后减弱,燃烧温度表现为先升高后降低的变化趋势,最高燃烧温度达2075 K;燃烧产物分别以TiSi、Ti5Si4、Ti5Si3、Ti5Si3相为主。多孔材料开孔率为42.43%~49.42%,体积中值孔径处于64.10~18.11μm;抗压强度最高达到23.15MPa。造孔机制主要包括粉末压坯颗粒间的原始孔隙;燃烧合成反应过程中先熔化的硅颗粒在毛细作用下发生流动形成的原位孔隙;原位孔隙和颗粒间原始孔隙结合形成的大孔隙;燃烧合成过程中因熔化析出作用导致摩尔体积下降形成的小孔隙。