MoSi2-WSi2复合材料自蔓延热爆合成反应热力学

对Mo-W-Si三元体系自蔓延热爆合成MoSi2-WSi2复合材料的反应吉布斯自由能、反应生成焓和绝热温度进行了理论分析和实验研究,并利用X射线衍射分析和扫描电镜及微区成分分析(EDAX)技术对产物进行了相组成和微区成分分析.结果表明:在1685 K(Si熔点)时,MoSi2和WSi2的反应生成焓最大,分别为234.645 KJ/mol和195.670 KJ/mol.当初始温度为1685 K时,体系所有产物均完全熔融.利用自蔓延热爆合成可制备纯净的MoSi2-WSi2复合材料.MoSi2和WSi2以固溶体(Mox,W1-x)Si2的形式存在,但每个晶粒内的成分并不均匀.     

机械合金化制备金属间化合物MoSi2

以Si粉和Mo粉为原料采用机械合金化的方法制备了金属间化合物MoSi2.研究了球磨过程中球磨时间、球料比、转速及不同球磨机类型对机械合金化产物的影响.利用SEM观察粉末表面形貌及颗粒大小,利用XRD测定物相结构.研究结果表明,当球磨机提供的能量达到相变所需的能量时,粉末中有MoSi2相生成.通过XRD分析可以看出,随着球磨时间的延长,合金化程度逐渐提高;球磨转速的提高有助于生成MoSi2;较高的球料比可以使生成MoSi2的时间提前.在机械球磨过程中,粉末的颗粒尺寸经历了一个由较粗且不规则、不均匀粉末向细小、均匀、接近球形粉末,然后团聚增大的转化过程.此外,还研究了助磨剂对合金化产物的影响,结果表明助磨剂的加入并不能促进MoSi2的生成,但可以对颗粒的细化起到一定作用.     

等离子喷涂及真空热处理过程中MoSi2涂层的相演变

分别采用MoSi2Mo-66.7%Si和Mo-70%Si(摩尔分数)粉末为原料,在45钢上大气等离子喷涂MoSi2涂层,对喷涂前后相以及真空热处理对涂层相和组织的影响进行了研究.结果表明,以MoSi2为原料喷涂后,涂层主要是由MoSi2和Mo5Si3相组成,MoSi2由亚稳定的MoSi2(h)六方结构和稳定的MoSi2(t)四方晶体结构组成.而Mo-66.7%Si和Mo-70%Si两种粉末喷涂后,涂层均由Mo,Si单质粉组成,喷涂过程没有形成硅化物.Mo-66.7%Si涂层在1 050,1 200℃热处理1 h后,涂层中主相是Mo5Si3,次相为MoSi2.Mo-70%Si涂层在800,1 000 ℃热处理30 min后,生成了少量的MoSi2,Mo5Si3和Mo3Si.在1 050 ℃热处理时,随着时间的延长,MoSi2相含量相对增多,当热处理时间为30,45 min时,由于Mo,Si和Fe之间的反应扩散,还生成了FeMoSi和Fe3Si相.     

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.     

机械合金化制备金属间化合物MoSi2

以Si粉和Mo粉为原料采用机械合金化的方法制备了金属间化合物MoSi2。研究了球磨过程中球磨时间、球料比、转速及不同球磨机类型对机械合金化产物的影响。利用SEM观察粉末表面形貌及颗粒大小，利用XRD测定物相结构。研究结果表明，当球磨机提供的能量达到相变所需的能量时，粉末中有MoSi2相生成。通过XRD分析可以看出，随着球磨时间的延长，合金化程度逐渐提高：球磨转速的提高有助于生成MoSi2：较高的球料比可以使生成MoSi2的时间提前。在机械球磨过程中，粉末的颗粒尺寸经历了一个由较粗且不规则、不均匀粉末向细小、均匀、接近球形粉末，然后团聚增大的转化过程。此外，还研究了助磨剂对合金化产物的影响，结果表明助磨剂的加入并不能促进MoSi2的生成，但可以对颗粒的细化起到一定作用。     

WSi2／MoSi2复合发热元件的制备及组织性能

利用W，Mo，Si粉末燃烧合成复合发热元件原料，制备WSi2／MoSi2复合发热元件。通过显微结构和力学性能、物理性能的测试分析表明：复合发热元件显微组织细小、分布较均匀，结晶相主要是以固溶形式的(WxMoy)Si2以及少量(WxMoy)5Si3相存在(其中x y=1)，玻璃相是以SiO2和Al2O3为主，并含有少量的Na，Mg，K，Ca等金属氧化物；断口晶粒细小，主要表现为沿晶断裂，抗弯强度和显微硬度较高；复合发热元件电阻率与MoSi2发热元件相近，没有老化现象：烧损温度高于MoSi2发热元件80℃，热膨胀系数低于MoSi2发热元件，热稳定性较好；复合发热元件表面膜是一种复合硅氧膜，成膜质量较好。     

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。     

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。     

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。     

采用化学包裹法制备MoSi2／Cu复合粉体

采用化学包裹法制备MoSi2/Cu复合粉体,研究MoSi2/Cu包裹粉体的物相组成、颗粒形貌及包裹粉体的热稳定性.结果表明:复合粉体的主要物相组成为Cu、MoSi2及自发氧化生成的Cu2O;包裹颗粒呈椭球形的蛋状结构,包裹层厚度为150-400 nm,包裹效果较好;在氧气炉中于950℃煅烧1 h后,复合粉体主要物相为Cu和MoSi2,强化相MoSi2未与基体Cu发生反应.DSC分析表明:1 000℃以下复合粉体中只有Cu2Cl(OH)3和Cu2O的分解反应,复合粉体具有较好的热稳定性.     

原位反应热压SiCp/MoSi2复合材料的组织与性能

以Mo粉、Si粉和C粉为原料,采用原位反应热压一次复合工艺制备不同含量SiC颗粒增强的SiCp/MoSi2试样,并研究其室温抗弯强度、断裂韧性、相对密度以及显微组织。结果表明,原位反应热压一次复合工艺制备的SiCp/MoSi2复合材料的强韧性比纯MoSi2有了大幅度的提高,当SiC含量为40vol%时,SiCp/MoSi2复合材料的抗弯强度达到最大,为475.2MPa,当SiC含量为50vol%时,复合材料的断裂韧性达到最大,为5.45MPa.m1/2。原位形成的SiC使MoSi2基体晶粒得到明显细化,并减少和消除了脆性的SiO2玻璃相。SiCp/MoSi2复合材料强韧性的提高主要是由于晶粒细化、SiC颗粒弥散强化以及脆性SiO2玻璃相的减少和消除。     

SiC/MoSi_2复合材料的原位反应热压烧结工艺

从热力学角度研究了Mo-Si-C三元系中所有二元化合物化合反应的吉布斯自由能随温度变化的规律,探索了SiC/MoSi_2复合材料原位反应热压烧结的最佳工艺参数.结果表明,利用Mo、Si、C混合粉末原位反应合成SiC/MoSi_2复合材料在热力学上是完全可行的,反应烧结温度低于1728 K(1455 ℃)是为抑制Mo_2C形成,保证SiC生成的热力学条件.采用原位反应热压烧结工艺能够制备具有优异显微组织的SiC/MoSi_2复合材料.     

MoSi_2扩散层的生长织构和体扩散过程

本文用 X 射线衍射及金相方法研究了金属 Mo 渗 Si 所产生 MOSi_2扩散层的生长织构和体扩散过程。研究表明:MoSi_2具有〈110〉平行于柱状晶长轴方向的纤维织构,扩散方向与纤维轴平行。Si 原子净体扩散流方向沿[113]及[113]周期交替呈折线形,表观方向为〈110〉。它的扩散特性是引起原生裂纹的主要原因.     

不同钛碳摩尔比和铝含量对Ti－Al－C体系燃烧合成Ti3AlC2粉体的影响

以Ti，Al，C和TiC粉末为原料，研究了钛碳摩尔比和Al含量对Ti—Al—C体系燃烧合成产物相组成的影响。实验表明，不同的钛碳摩尔比和Al含量变化，对Ti-Al—C体系燃烧合成Ti3AlC2粉体有很大影响。当Ti／C=1或1．5时，燃烧产物主晶相是TiC，与原料中Al含量变化关系不大；Ti／C=2和Ti／C=3时，主晶相分别是Ti3AlC2和Ti2AlC，它们的衍射峰强度均分别随原料中Al含量增加而增强，当Al含量增加到一定量后，Ti3AlC2和Ti2AlC的衍射峰强度均又减弱；TiC是Ti-Al-C体系燃烧合成Ti3AlC2相的中间产物。     

电爆炸一步法制备Cu—Zn合金超细微粉

利用电爆炸方法以Ｃｕ６０．２Ｚｎ３９．８合金（α相）丝为原料一步制备出该合金的超细微粉。Ｘ射线衍射测量结果表明，获得的合金超细微粉的晶体结构主要是α相，并伴有β，γ和ε相。用透射电镜观察到粒子形在部分呈六边形少量为正方形及球形。     

机械诱发自蔓延反应合成Ti3SiC2的机理研究

机械合金化3Ti/Si/2C粉体,会诱发自蔓延反应,产生组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉体与块体产物.获得的粉体和块体产物中Ti3SiC2含量分别约为17.6%和58.2%(质量分数,下同).本研究提出了一个机械诱发自蔓延反应合成Ti3SiC2的反应机制,即Ti3SiC2是从固相TiC与Ti-Si液相中形核并长大.最后讨论了机械诱发自蔓延反应与自蔓延高温烧结对合成产物中Ti3SiC2含量及显微形貌的影响.     

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

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

MoSi_2增强铜基复合材料的组织与性能

用热压烧结的方法制备了一种以金属间化合物MoSi_2作为增强相的Cu基复合材料,并对其组织、力学性能和导电性能进行了研究.结果表明,MoSi_2是一种合适的铜基复合材料的增强相,MoSi_2/Cu复合材料具有良好的稳定性;MoSi_2具有明显的细化晶粒强化基体的作用;随MoSi_2含量的增加,MoSi_2/Cu复合材料的密度和电导率下降,硬度和抗拉强度表现为先增加后降低;加入2%MoSi_2时,复合材料具有最佳的综合性能,其相对密度和电导率分别为97.44%和68%IACS,硬度和抗拉强度分别为142HV和355MPa,是相同制备条件下纯铜硬度和抗拉强度的2倍多.