SiC引入方式对反应熔渗原位纳米SiC/MoSi_2复合材料组织性能的影响

探讨了SiC引入方式对反应熔渗原位20wt%纳米SiC/MoSi_2复合材料TEM组织及力学性能的影响。结果表明:完全原位反应熔渗硅可获得基体相和增强相均为纳米尺度的SiC/MoSi_2复合材料,其组织中存在大量晶内层错等缺陷,可能会使纳米SiC/MoSi_2复合材料力学性能的提高不十分显著;而部分原位反应熔渗法中,SiC初始粉末的引入可缓解剧烈物相反应,所得纳米SiC/MoSi_2复合材料晶内缺陷消失,断口出现大量撕裂棱,复合材料力学性能大幅提高。     

SiC/MoSi_2复合材料1300℃氧化行为研究

采用扫描电镜和X射线衍射研究了不同SiC体积分数(30%～50%)的SiC/MoSi2复合材料的高温(1300℃)氧化性能,建立了SiC/MoSi2复合材料的高温氧化动力学模型,对SiC/MoSi2复合材料的高温氧化行为进行了动力学分析,研究了其高温氧化机理。结果表明,SiC/MoSi2复合材料在高温时具有优异的抗氧化性能,SiC/MoSi2复合材料的高温抗氧化能力好于纯MoSi2的;复合材料的高温抗氧化性随SiC体积分数的增加而降低。     

反应熔渗法制备纳米 MoSi2-SiC复合材料

运用Mo＋C坯体反应溶渗法，可以得到MoSi2-SiC复合材料，其基体相晶粒尺寸为150-600nm，反应生成的SiC相分布均匀，大小为30-160nm之间．该纳米MoSi2-SiC复合材料强度为214．8MPa，断裂韧性为4．1MPa·m^1／2，力学性能远高于单相材料．透射电镜研究表明，在复合材料中存在大量的层错和一些位错，也有孪晶存在．     

熔渗温度对Si/Al复合材料组织及性能的影响

采用无压熔渗法制备Si/Al复合材料,研究了熔渗温度对所制备Si/Al复合材料Si相形貌的影响,对Si相间基体合金的凝固组织进行了分析,测试了Si/Al复合材料热膨胀系数、热导率及抗弯强度。结果表明,在相同熔渗时间下,随着熔渗温度升高,所制备Si/Al复合材料中Si相从颗粒状到形成网络状。Si相间的Al-Si基体合金中不再是典型的初生相和共晶组织,而是出现了类似离异共晶的结晶现象,即初晶Si和共晶Si是在原存的Si相上结晶长大。XRD分析显示在所制备复合材料中只有Si相和Al相。随着熔渗温度升高复合材料热膨胀系数、热导率以及抗弯强度均出现下降。     

反应熔渗制备C/C-HfC-SiC与C/C-HfC-ZrC-SiC复合材料对比研究

以C/C纤维预制体和Zr粉、Hf粉以及Si粉为原料,采用反应熔渗法制备了不同陶瓷相比例的HfC-SiC两元陶瓷与HfC-ZrC-SiC三元陶瓷改性C/C复合材料,采用扫描电镜(SEM)、 能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析其形貌、 成分和结构,对比了其微观结构与抗烧蚀性能,探讨了熔渗机理.结果表明,Si含量的...     

合金反应熔渗法制备C/C-SiC-HfC复合材料

采用22Hf78Si合金反应熔渗法制备了高性能低成本的C/C-SiC-HfC复合材料.首先采用化学气相渗透法增密碳纤维预制体得到多孔C/C复合材料预制体,然后在1700℃下反应熔渗22 Hf78Si合金制备得到C/C-SiC-HfC复合材料.XRD分析表明复合材料由碳、SiC和HfC相组成.C/C-SiC-HfC复合材料的抗弯强度为237MPa,断裂模式为假塑性断裂模式.采用激光测试了反应熔渗C/C-SiC-HfC复合材料的抗烧蚀性能,复合材料的线烧蚀率为0.038mm/s,大大低于C/SiC复合材料的线烧蚀率0.081mm/s.烧蚀后复合材料烧蚀表面形成了一层HfO2烧蚀层,有效提高了复合材料的抗烧蚀性能.     

合金反应熔渗法制备C/C-SiC-HfC复合材料

采用22Hf78Si合金反应熔渗法制备了高性能低成本的C/C-SiC-HfC复合材料.首先采用化学气相渗透法增密碳纤维预制体得到多孔C/C复合材料预制体,然后在1700℃下反应熔渗22 Hf78Si合金制备得到C/C-SiC-HfC复合材料.XRD分析表明复合材料由碳、SiC和HfC相组成.C/C-SiC-HfC复合材料的抗弯强度为237MPa,断裂模式为假塑性断裂模式.采用激光测试了反应熔渗C/C-SiC-HfC复合材料的抗烧蚀性能,复合材料的线烧蚀率为0.038mm/s,大大低于C/SiC复合材料的线烧蚀率0.081mm/s.烧蚀后复合材料烧蚀表面形成了一层HfO2烧蚀层,有效提高了复合材料的抗烧蚀性能.     

无压熔渗制备TiC/Ni_3Al复合材料的微观组织与断裂韧性研究(英文)

以化学纯镍粉、钛粉、铝粉、石墨粉为原料,采用燃烧合成方法制备了TiC/Ni3Al含孔预制件,用无压熔渗法制备了TiC/Ni3Al复合材料。对TiC/Ni3Al复合材料的微观组织、硬度和断裂韧性进行了研究并采用XRD和SEM分析了复合材料的相组成、微观结构、断口形貌。采用压痕法计算了TiC/Ni3Al复合材料的断裂韧性。试验结果表明:无压熔渗法是制备致密的TiC/Ni3Al复合材料的有效方法。在完成渗透获得致密组织的前提下,渗透温度和渗透时间对TiC/Ni3Al复合材料的硬度及断裂韧性无显著影响。渗透后复合材料的组成相主要为Ni3Al和TiC两相,Ni3Al相和TiC颗粒结合良好。本文制备的Ni3Al/TiC复合材料的维氏硬度随TiC体积分数的增加而增加,TiC含量分别为70%和80%时,复合材料的维氏硬度平均值分别为569.6(Hv)和610.8(Hv)。复合材料的断裂韧性最高达到了10.5MPa.m1/2,TiC颗粒和Ni3Al界面的分离是复合材料断裂过程中存在的主要失效形式。断裂过程中Ni3Al可以有效地吸收裂纹扩展能量,阻止了裂纹的直线扩展,使裂纹扩展方向发生偏转,大大增加了材料的断裂韧性。     

原位反应热压烧结SiC/MoSi_2复合材料的力学性能研究

采用原位反应热压烧结工艺成功制备了不同SiC体积分数的SjC/MoSi2复合材料,研究了SiC/MoSi2复合材料的室温抗弯强度、断裂韧性随SiC体积分数变化的规律,分析了SiC/MoSi2复合材料的强韧化机理.结果表明,SiC的加入显著提高了MoSi2基复合材料的室温力学性能,SiC/MoSi2复合材料的抗弯强度和断裂韧性均优于纯MoSi2,并且随着SiC体积分数的增加而增大;SiC/MoSi2复合材料的强化机制主要是弥散强化和细晶强化,韧化机制主要是微裂纹增韧.     

SiC晶须与Si_3N_4颗粒强韧MoSi_2复合材料

采用湿法混合和热压工艺制备了不同Si3N4(p)和SiC(w)体积含量的MoSi2基复合材料,研究了复合材料的显微组织,晶粒大小,硬度、断裂韧性和抗弯强度.结果表明,复合材料的晶粒比纯MoSi2明显细化,且随着强化相添加量的增加而减小,抗弯强度和断裂韧性均大幅度提高,其中MoSi2-20%SiC(w)-20%Si3N4(p)复合材料具有较好的综合力学性能,断裂韧性和抗弯强度分别427 Mpa和10.4 Mpa·m1/2.复合材料的强化机制为细晶强化和弥散强化,韧化机制为细晶韧化和裂纹偏转与分支韧化.     

Fabrication and characterisation of AZ91/SiC composite by pressureless infiltration method

Abstract

Since the spontaneous infiltration of molten AZ91 Mg alloy into the powder bed containing SiC particles occurred at 700°C for 1 h under a nitrogen atmosphere, it was possible to fabricate Mg alloy composites reinforced with SiC particles. Since the fabrication conditions (e.g. temperature, time and atmosphere) of the composite are different from those of the other fabrication route, reaction products formed during the composite fabrication were investigated in detail using field emission scanning electron microscopy and high resolution transmission electron microscopy. From the analysis of reaction products, the authors can identify the formation of MgO, MgAl₂O₄, Al₁₂Mg₁₇ and an AlN phase containing magnesium.     

反应浸渗法制备SiC/FeSix复合材料研究

研究了在SiC C坯体中加入Fe粉,用熔融Si进行反应浸渗,以制备不含游离Si的SiC/FeSix复合材料.结果表明:用本实验方法通过调整坯体中Fe含量可以制得不含游离Si的SiC/FeSix复合材料,该材料在室温下的抗弯强度达到220±10 MPa.文中推导了Fe含量与第二相组成的理论模型,同时讨论了热处理制度对烧结的影响.复合材料;剑麻纤维;硅烷偶联剂;结构;性能     

熔渗法制备SiC/MoSi_2涂层的研究

采用熔渗法在炭/炭复合材料表面制备SiC/MoSi2双相涂层,研究涂层的微观结构和抗氧化性能。研究表明,采用熔渗法可以在炭/炭复合材料表面生成由SiC逐渐过渡到MoSi2的双相复合涂层,这种涂层在1300℃比1100℃拥有更优良的抗氧化性能,1300℃氧化15h试样质量增重2.9%,表明这种双相涂层具有良好的抗氧化保护性能。     

SiC颗粒强韧MoSi2复合材料

采用湿法混合及热压成型法制成不同体积百分比（１０、２０、３０ｖｏｌ％）的ＳｉＣｐ／ＭｏＳｉ２复合材料。运用维氏压痕法对这些材料进行室温断裂韧性（Ｋ１ｃ）的估算；测试了室温和高温（１２００℃）的三点弯曲强度。实验结果表明，复合材料的力学性能都比ＭｏＳｉ２基材有较大的提高。     

SiC晶须强韧化MoSi2复合材料

通过湿法混合和热压方法制备了ＳｉＣｗ／ＭｏＳｉ２复合材料，并测定了它们的力学性能和电性能。实验结果表明：加入２０ｖ－％ＳｉＣｗ后，ＳｉＣｗ／ＭｏＳｉ２复合材料与ＭｏＳｉ２基体相比，室温抗弯强度可提高一倍，断裂韧性提高３３％，冲击断裂功提高６２％，电阻率提高了２－３倍。可见用ＳｉＣｗ来改善ＭｏＳｉ２的力学性能和电性能，发展新型的高温结构用复合材料是可行的。     

熔融渗透工艺制备SiC-TiSi2复相陶瓷的反应机理

熔融Si渗透过程伴随着复杂的化学反应及多组分扩散,对该过程进行研究有助于更好地理解熔渗反应机理。本工作采用熔融渗透工艺制备SiC-TiSi2复相陶瓷,在生成SiC基体的同时原位生成TiSi2。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)和微区X射线衍射(micro-beam XRD)分别对熔融硅区域、Si/SiC界面以及SiC基体的微观结构和相组成进行表征和分析,研究了熔渗工艺制备SiC-TiSi2的反应机理。结果表明:高温下液Si渗入C-TiC预制体,发生化学反应生成SiC、TiSi2以及少量副产物Ti5Si3,其中Ti5Si3主要集中于Si/SiC界面处。随着反应进行,液Si与TiSi2形成液态Ti-Si共晶。该液态共晶通过流动扩散在Si区域中析出TiSi2。而预制体中的少量固态C在液Si中溶解、扩散,并在Si区域生成均匀分布的孤立SiC颗粒。     

原位反应渗透法TiCp/Mg复合材料的制备和性能

利用Ti和C元素粉末间的原位放热反应合成TiCp,结合Mg熔体的自发渗透技术制备了TiCp/Mg以及TiCp/AZ91D两种镁基复合材料,观测了复合材料的相组成和原位反应生成物TiCp的形貌,研究了这两种镁基复合材料的常温压缩性能.结果表明,原位反应自发渗透技术制备的Mg基复合材料组织致密,增强相呈细小的颗粒状和互穿网片状,分布均匀.这是材料的压缩强度得到提高的原因.在常温以及应变速率为0.01 s-1的条件下,TiCp/Mg和TiCp/AZ91D镁基复合材料的压缩强度分别达到598和650 MPa.     

液相渗Si工艺制备2D CF/SiC复合材料中SiC晶粒的生长机制

由液相渗硅工艺(LSI)制得了2D CF/SiC复合材料,经过XRD分析得知材料中SiC均为β相。经过同质量比的K_3Fe(CN)_6与KOH混合水溶液对其进行腐蚀,由SEM观察腐蚀后2D CF/SiC复合材料的形貌,发现其中SiC呈现细等轴晶和粗大晶粒两种不同的形貌。分析认为LSI工艺制备2DCF/SiC复合材料中生成的SiC有两种生成机制:Si原子通过空位机制向碳中扩散形成无定型SiC,在保温过程中结晶形成细晶SiC层;C原子扩散进入熔融态硅中形成C—Si基团,由于温度梯度和浓度梯度的存在,在远离C/SiC界面处过饱和析出,通过溶解-沉淀机制形成粗大的SiC晶体,在晶粒的长大过程中伴随着层错的出现。