原位合成SiC/MoSi2复合材料的研究

以Mo、Si、C原始粉末为原料,进行机械球磨混合制备混合粉,然后进行原位反应热压烧结制备SiC/MoSi2复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电镜对试样进行物相和显微组织观察,并对原位反应机制进行了探讨.结果表明,在选定的球磨条件下,Mo、Si、C混合粉没有发生机械合金化;Mo-Si-C三元系混合粉在原位反应条件下可消除Mo5Si3C等中间相,得到的颗粒细小、相分布均匀以及相组成为SiC与MoSi2的SiC-40vol％/MoSi2复合材料.     

SiC/MoSi_2纳米复合材料的显微结构与力学性能

以Mo、Si和聚碳硅烷为原料,采用先驱体转化-反应热压制备SiC/MoSi_2纳米复合材料,并研究纳米SiC体积分数对材料显微结构和力学性能的影响.结果表明,所制备的纳米复合材料中含有MoSi_2、SiC和极少量的Mo_5Si_3及SiO_2.纳米SiC的引入显著地改善了材料的力学性能,15%SiC/MoSi_2纳米复合材料的综合力学性能最好,其室温抗弯强度和断裂韧性分别为610 MPa和4.90 MPa/m~(1/2),比纯MoSi_2试样的分别增加了141.1%和58.0%;其高温抗弯强度在1 200和1 300 ℃时分别为720和516 MPa.     

放电等离子体烧结原位制备SiC-TiC-Ti3SiC2复合材料

采用Ti，Si，C以及少量的Al，应用放电等离子体烧结设备，在1350℃烧结得到不含有TiC的SiC—Ti3SiC2复合材料，其中SiC理论体积含量为50％。材料表面气孔率为2．72％。材料的硬度为10．09GPa，断裂韧性为5．66MPa·m^1/2，硬度低的原因是由于材料不够致密。提高烧结温度到1450℃，XRD结果表明材料中有了TiC的存在，这说明提高烧结温度以后，Ti3SiC2发生了分解。但是材料表面气孔率为0．64％，材料的硬度达到了18．07GPa，同时，材料的断裂韧性值达到了6．30MPa·m^1/2。实验表明，仅提高烧结温度100℃，使Ti3SiC2部分分解得到TiC，就能够提高材料的硬度和断裂韧性。     

机械合金化反应烧结制备SiC／MoSi2复合材料

对机械合金化SiC／MoSi2的先驱粉体及随后反应烧结制备SiC／MoSi2复合材料工艺研究表明：经机械合金化的先驱粉体主要成分为MoSi2。反应烧结温度在Si的熔点以上时，由于Si在MoSi2颗粒的表面的润湿铺展，导致烧结1h后的产物为Mo5Si3C，MoSi2，SiC和单质Si；在Si的熔点以下时，对过渡相Mo5Si3C的产生有一定抑制作用，反应烧结过程中只有少量过渡相Mo5Si3C出现；通过1600℃真空热处理2h可以基本上消除Mo5Si3C相，得到只有MoSi2和SiC两相的均匀材料。     

RB－SiC／MoSi_2复合材料的界面特征

采用（Ｓｉ＋Ｍｏ）合金浸渗反应烧结ＳｉＣ，以难熔ＭｏＳｉ_２作为第二相取代ＲＢ－ＳｉＣ中的游离Ｓｉ，从而获得ＲＢ－ＳｉＣ／ＭｏＳｉ_２复合材料．实验结果表明，ＭｏＳｉ_２均匀、连续地分布于ＳｉＣ颗粒界面处，形成连续网络．界面是由ｔ－ＭｏＳｉ_２和β－ＳｉＣ两相交错重叠所构成．界面层处未观察到反应层和非晶态物质，过渡层厚约５ｎｍ．     

热压烧结SiCp/ZL101A复合材料显微组织研究

采用真空热压烧结在不同工艺参数下制备SiC颗粒体积分数分别为10%,20%,30%,40%的SiCp/ZL101A复合材料,研究烧结温度、保温时间等工艺参数对SiCp/ZL101A复合材料显微组织的影响以及SiC含量对SiC颗粒在基体ZL101A中分布均匀性的影响,同时对SiCp/ZL101A复合材料界面进行透射电镜显微分析。结果显示,随着烧结温度的增加,组织致密度增加,气孔数量及尺寸减小;保温时间的增加导致复合材料平均晶粒尺寸的增加;随着SiC颗粒体积分数的增加,SiC颗粒在基体ZL101A中分布均匀性变差;固相烧结法制备的SiCp/ZL101A复合材料中没有出现界面反应现象。     

原位生成SiC／TiSi2纳米复合材料的显微结构

采用Ｓｉ和ＴｉＣ为原料,通过反应热压可制得纳米ＳｉＣ粒子复合的ＴｉＳｉ２材料,生成的纳米ＳｉＣ粒子聚集分布在ＴｉＳｉ２基体中,ＳｉＣ粒子与ＴｉＳｉ２的同没有晶界相存在,但由于残余应力的作用,ＴｉＳｉ２晶格发生扭曲并有位错出现。     

反应热压烧结BN-ZrB_2-ZrO_2复合材料的显微组织与力学性能

采用反应热压烧结工艺制备了BN-ZrB_2-ZrO_2复合材料.ZrB_2由ZrO_2、B4C、C反应生成,反应方程式为2ZrO_2+B_4C+3C=2ZrB_2+4CO↑.通过改变原始ZrO_2的含量,可以得到ZrB_2与ZrO_2比例不同的55%BN-ZrB_2-ZrO_2复合材料.在1600 ℃,90 min,30 MPa的烧结条件下,复合材料的致密度均达到93%以上.复合材料的抗弯强度、断裂韧性随ZrB_2与ZrO_2比例的降低先升高后降低.当复合材料中ZrB_2与ZrO_2比例的为2.5:1时,复合材料的维氏硬度、抗弯强度、弹性模量、断裂韧性分别为1.74 GPa、291 MPa、118 GPa、4.2 MPa·m~(1/2).     

工艺参数对SiC陶瓷热压反应连接强度的影响

采用Ag粉和Ti粉作为焊料，对再结晶SiC陶瓷进行热压反应连接。研究了2种工艺，其中工艺1与传统的扩散焊工艺相似，即分别在不同的焊接温度下保温一定的时间；而工艺2则是首先在某一较高温度下进行短时间的保温，以利于Ti与SiC母材发生适度的界面反应，促进界面结合，同时液相银的出现将显著缓解焊接应力，随后在另一相对较低的温度下保温较长时间，以利于Ag—Ti金属间化合物的形成，有利于提高接头的焊接强度和工作温度。结果表明，采用工艺2获得的接头抗弯强度较高，达到SiC陶瓷母材强度的73．4％。微观结构研究表明，在界面处生成了反应层，焊料产物主要由两种相相间组成。EDX分析结果表明，界面处发生了元素的互扩散。     

反应烧结SiC制备SiC/B4C复合材料的研究

基于反应烧结SiC制备出相对密度较高的SiC/B4C复合材料,并探讨原料中C含量对SiC/B4C复合材料物相、显微结构、体积密度、力学性能的影响。结果表明,SiC/B4C复合材料的相组成为B4C、SiC、Si、B13C2和B12.97Si0.03C2。SiC/B4C复合材料的显微组织为:SiC相和B4C相均匀分布,游离Si填充在B4C相和SiC相的空隙处,且形成了连续相。随着原料中C含量的增加,复合材料的力学性能整体呈现先增加后降低的趋势。原料中C最佳添加量为10%(质量分数),对应SiC/B4C复合材料的维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为24.4GPa、361.3MPa和4.41MPa·m1/2,复合材料开口气孔率和体积密度分别为0.19%和2.58g/cm3。     

Microstructure,sintering behavior and mechanical properties of SiC/MoSi2 composites by spark plasma sintering

SiC/MoSi₂ composites were synthesized at different temperatures by spark plasma sintering using Mo, Si and SiC powders as raw materials. The phase composition, microstructure and mechanical properties of the as-prepared composites were investigated and the sintering behavior was also discussed. Results show that SiC/MoSi₂ composites are composed of MoSi₂, SiC and trace amount of Mo_4.8Si₃C_0.6 phase and exhibit a fine-grain texture. During the synthesis process, there was an evolution from solid phase sintering to liquid phase sintering. When sintered at 1600 °C, the SiC/MoSi₂ composites present the most favorable mechanical properties, the Vickers hardness, bending strength and fracture toughness are 13.4 GPa, 674 MPa and 5.1 MPa·m^1/2, respectively, higher 44%, 171%, 82% than those of monolithic MoSi₂. SiC can withstand the applied stress as hard phase and retard the rapid propagation of cracks as second phase, which are beneficial to the improved mechanical properties of SiC/MoSi₂ composites.     

热压原位合成TiC-xNi复合材料的组织与性能

以钛粉、石墨、钼粉和镍粉为原料,热压原位合成TiC-xNi复合材料。研究碳钛比及镍含量对热压原位合成TiC-xNi复合材料的组织和力学性能的影响。用扫描电镜和X射线衍射仪对复合材料的组织和物相组成进行分析,测试复合材料的致密度、硬度和抗弯强度。结果表明,热压原位合成的碳化物颗粒比较细小,尺寸为0.5~4μm。碳钛比及镍含量对最终产物的相组成没有影响。随碳钛比的增大(从0.9增大到1.0),热压合成TiC-xNi复合材料的组织变得复杂,出现了亮环形组织、亮核/环形结构组织和灰核/环形结构组织,且碳化物颗粒和粘结相的边界平直化。随着镍含量的增加,复合材料的致密度、硬度和抗弯强度都有所降低,碳钛比对复合材料的致密度和硬度影响不大,但抗弯强度随碳钛比的增大明显减小。热压原位合成TiC-xNi复合材料的弯曲断口以沿晶断裂为主,40vol%TiC-Ni复合材料的断口中还出现了一些撕裂棱。     

Preparation and characterization of high-toughness ZrB2/Mo composites by hot-pressing process

ZrB₂/Mo composites with various volume fractions of Mo (0–10%) were prepared by a hot-pressing process at 1950 °C. The addition of Mo both facilitated the densification and improved the mechanical properties of the ZrB₂/Mo composites. Compared with the pure ZrB₂ ceramics, the fracture toughness of the ZrB₂/Mo (10%) composite increased from 4.52 to 7.98 MPa m^1/2 and its bending strength increased from 424 to 450 MPa. The enhancement in mechanical properties of the ZrB₂/Mo composites could be attributed to the reduced grains and the MoB phase formed in the reaction between ZrB₂ and Mo.     

SPS技术原位制备Ti3SiC2相增强陶瓷材料

Ti3SiC2具有优良的性能，作为复合材料增强相可以进一步提高材料性能。提出制备Ti3SiC2增强复合材料的一种新思路，即利用放电等离子体烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）原位反应烧结制备Ti3SiC2增强纳米复合材料。利用SPS技术已经成功制备了Ti5Si3／TiC／Ti3SiC2，TiSi2／SiC／Ti3SiC2，SiC／Ti3SiC2等纳米复合材料，并且考察了材料的显微结构和力学性能。     

不同结合剂原料放电等离子烧结制备TiC/Ti3SiC2复合结合剂金刚石复合材料

分别以Ti/Si/2TiC混合粉体和Ti₃SiC₂单相粉体作为结合剂原料,采用放电等离子体烧结技术合成了TiC/Ti₃SiC₂结合剂金刚石复合材料,探讨不同的结合剂原料和保温时间对TiC/Ti₃SiC₂结合剂金刚石复合材料的物相构成、微观形貌以及磨削性能的影响。结果表明:采用Ti/Si/2TiC为结合剂原料,保温1 min时,会形成较多量的Ti₃SiC₂,Ti₃SiC₂基体与金刚石结合良好,二者之间没有孔隙;当保温5 min时,Ti₃SiC₂发生分解,基体主相转变为TiC,同时有一定量的Si,金刚石表面被侵蚀,形成凹凸不平的表面。采用Ti₃SiC₂为结合剂原料时,Ti₃SiC₂基体发生严重的分解,生成TiC和Si;金刚石与基体间存在一个过渡层,厚度约15 μm。Ti/Si/2TiC为结合剂原料保温1 min时试样的磨耗比值最大,为1 128。单相Ti₃SiC₂为结合剂的2个试样的磨耗比值约为100左右。      

Rare earth activated sintering of MoSi_2 and its electric conductivity

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃＭｏＳｉ2 ｈｏｌｄｓｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ ｐｒｏｍｉｓｅｆｏｒａｗｉｄｅｖａｒｉｅｔｙｏｆｅｌｅｖａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｂｏｖｅ10 0 0℃[1] .ＳｉｎｃｅＭａｘｗｅｌｌｆｉｒｓｔｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓｔｈａｔＭｏＳｉ2ｃｏｕｌｄｂｅａｐｏｔｅｎｔｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｉｎｔｈｅｅａｒｌｙ1950ｓ,ｍａｔｅｒｉａｌｓｃｉｅｎ…     

WC-7Co硬质合金放电等离子烧结工艺

采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术制取WC-7Co硬质合金。研究了烧结温度、烧结压力对烧结WC-7Co硬质合金力学性能的影响,探讨了最佳烧结热压比,分析了粉末烧结致密化过程和晶粒长大机制。结果表明,WC-7Co硬质合金在1150℃烧结时,随着压力的增加,烧结致密性呈现先增加后降低的变化趋势,在30 MPa时可获得最佳烧结致密性。在升温速率为100℃/min,保温时间为5 min,烧结温度为1150℃,热压比为38℃/MPa的工艺条件下,利用SPS技术可制备组织致密、综合力学性能良好的WC-7Co硬质合金。     

铝/飞灰颗粒复合材料液相烧结过程的反应性

以煤飞灰颗粒为增强相, 用液态烧结粉末冶金方法, 制备了铝/飞灰复合材料. 用热力学数据库分析考察了液相烧结过程中的反应性和新生成相.用XRD分析方法结合扫描电镜, 研究发现飞灰中的部分成分与液态铝进行了反应, 形成了单质Si, Fe, Ti以及Al和Si, Fe, Ti的金属间化合物. 反应的发生导致了飞灰颗粒的非晶态及反应特性的改变.     

双束熔体原位复合法制备Cu-TiB2合金的热力学与动力学

介绍双束熔体原位复合法制备Cu—TiB2弥散强化铜合金的原理，并对其反应热力学和动力学进行研究。计算结果表明：Cu—B和Cu—Ti合金熔体碰撞时最容易形成TiB2相；TiB粒子的形核数量随反应扩散深度的降低和母合金溶质元素浓度的增加而增加；形核数量的增加有利于获得纳米级的TiB2粒子，但增加母合金溶质元素浓度容易出现粒子团聚长大现象。据此分析了如何设计反应器形状以及反应条件的选择。