放电等离子烧结Y掺杂Mo-Si-B涂层的高温抗氧化性能

稀土元素的掺杂可提升MoSi_(2)体系涂层的高温抗氧化性能,但稀土元素Y对于MoSi_(2)涂层抗氧化性能的影响机理还尚未明确。以Nb-Si基合金为基体,采用放电等离子烧结技术(SPS)在其表面制备Y掺杂(1 wt.%)的33Mo-62Si-5B(at.%)涂层。通过1250℃高温氧化试验,研究涂层的高温氧化行为以及Y对涂层高温抗氧化性能的影响。结果表明:涂层主要由MoSi_(2)、MoB、Mo_(5)Si_(3)和SiO_(2)相构成,Y在涂层中以Y_(2)Si_(2)O_(7)颗粒的形式弥散分布于SiO_(2)相内部。包覆Mo-Si-B涂层的合金样品在氧化试验初期出现质量损失,其100 h后的氧化增重高于包覆Y掺杂Mo-Si-B涂层的合金样品,表明Y掺杂涂层具有更好的高温抗氧化性能。氧化后涂层表面形成由晶态SiO_(2)、硅硼玻璃相(SiO_(2)-B_(2)O_(3))和Y_(2)Si_(2)O_(7)颗粒构成的氧化膜。阐明Y提升Mo-Si-B涂层抗氧化性能的作用机理:在涂层表面优先形成的Y_(2)O_(3)加速了晶态SiO_(2)和硼硅氧化膜的形成,随后形成的Y_(2)Si_(2)O_(7)阻碍了O的内扩散,使Y掺杂Mo-Si-B涂层抗氧化性能得到提高。

原位反应合成Mo-Si化合物系复合材料

采用反应烧结法原位合成了Mo-Si系化合物复合材料,利用X射线衍射仪、扫描电镜和电子探针等考察了材料的显微结构和相组成.结果表明,随原料粉中Mo含量的增加,Mo-Si系反应生成物依次向MoSi2→Mo5Si3→Mo3Si变化;各相分布较为均匀,组织致密,晶粒细小.

Mo-Si-C系金属间化合物Mo_5Si_3C Gibbs生成自由能估算

根据最小自由能原理和向下凸曲面性质推导出估算三元系和二元系金属间化合物热力学数据的判断式 ,并以 Mo- Si- C三元系为例 ,估算了三元相 T(Mo5 Si3C)的 Gibbs生成自由能。

原位复合Mo-Si化合物材料的相组成和力学性能

以Mo粉和Si粉为原料,采用热压反应烧结法原位合成了Mo-Si系化合物及其复合材料,利用扫描电镜、X射线衍射仪等技术对材料的相结构和力学性能进行了初步的研究.结果表明:随原料粉中Mo含量的增加,生成物依次向MoSi2→Mo5Si3→Mo3Si变化;材料的硬度和弹性模量主要受气孔率的控制,具有极其弥散组织的Mo5Si3-MoSi2材料的硬度高达12 88GPa;Mo-Si系材料均为脆性断裂,弯曲强度和断裂韧性随Mo含量变化的趋势相同,其中MoSi2-Mo5Si3原位复合材料具有较好的综合力学性能.

炭/炭复合材料表面Mo-Si熔浆涂层中剩余Al对其1370℃抗氧化性能的影响

Si粉预涂层中添加Al能够有效阻止液态Si过度渗入C/C复合材料内部。实验考察Al添加剂对C/C复合材料表面Mo-Si熔浆涂层抗氧化性能的影响,对比研究了Si预涂底层中Al添加量分别为6%和10%时,Mo-Si熔浆涂层C/C复合材料1370℃的氧化行为。借助金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜及能谱仪等分析手段对比分析Al含量不同的两种涂层氧化前后的组织结构,探讨了过量Al添加对涂层C/C复合材料氧化行为的影响机理。结果表明,Al-Si预涂底层中Al含量达到10%时,Mo-Si熔浆涂层中出现了散布于MoSi2颗粒周围的剩余Al相;1370℃氧化过程中,含有剩余Al相的Mo-Si熔浆涂层C/C复合材料抗氧化性能迅速减弱。氧化过程中,涂层中剩余Al相向外扩散,在涂层内部留下相互连通的空洞,成为氧气扩散的通道,降低了涂层的氧阻挡能力;此外,剩余Al相在向外扩散过程中氧化生成含有Al2O3的疏松多孔的氧化层,不能有效阻止氧的扩散。这两个因素最终导致含有剩余Al相的涂层丧失防护能力,使得C/C复合材料基体氧化失重。

Mo-Si-B三元系复合材料的制备及室温断裂韧性

通过Mo,Si,B三种单质粉末原位合成热压的方法制备了成分为Mo-12Si-8.5B和Mo-28Si-8.5B的Mo-Si-B三元系复合材料.利用金相显微镜、金相偏光镜、X射线衍射技术、扫描电镜等对制备材料的组织进行了分析,研究了退火工艺对其组织的影响,测量了其室温断裂韧性,并对复合材料的增韧机制进行了初步的探讨.

1200℃Mo-Si-C三元系组元化学势稳定性相图

收集并计算了Mo Si C三元系在 12 0 0℃下各组元化合物的热力学数据。利用Mo Si C三元系在该温度下的平衡相图以及收集计算的热力学数据 ,计算了该三元系中各组元的化学势 ,并作出了相应的化学势稳定性相图。讨论了热力学、物质平衡和动力学原则在固态置换反应原位合成复合材料中的应用。对于MoSi2 SiC复合材料的原位合成 ,可以确定反应起始物为Mo2 C和Si。利用Mo Si C三元系 12 0 0℃下的平衡相图和组元化学势稳定性相图分析了固态置换反应原位合成MoSi2 SiC复合材料可能的反应路径。

Mo-Si材料相组成与热膨胀性能的研究

利用液相反应烧结制备不同配比的Mo-S i复合材料,用X射线分析相组成,扫描电镜观察微观组织形貌,热膨胀仪测不同块体材料的热膨胀系数(CTE)。研究结果表明,不同配比烧结体相组成以MoS i2为主,当S i/Mo为2.2∶1(at%)时MoS i2基体中仍含有极少量的Mo5S i3相,而S i/Mo为2.3∶1时生成纯MoS i2。复合材料的CTE随Mo5S i3相含量的减少而增加,当S i/Mo达到2.3∶1时,CTE为最大值(8.16×10-6K-1)。

Mo-Si-B三元系金属间化合物超高温结构材料研究进展

Mo-Si-B三元系金属间化合物合金具有高熔点,存在韧脆转变,且有良好的高温抗氧化性和相对低的密度,是极具潜力的超高温结构材料;但是也存在低温脆性大,高于1 300℃时高温强度尤其抗蠕变能力不足的缺点,阻碍了其应用。本文从制备工艺、组织结构、高温抗氧化性能、力学性能和合金化等几个方面综述了T2,Moss+Mo3Si+T2和T1+T2+Mo3Si三个相区合金的研究现状。并且指出,原位合成制备技术和"少量多元"合金化是Mo-Si-B三元系合金未来的发展方向。

金属钼表面Mo-Si-N-B涂层的抗高温氧化性能研究

在金属钼表面制备了Mo-Si-N-B涂层,利用SEM和XRD分析研究了涂层的微观结构和物相组成,并评价了涂层在1 450℃大气环境下的抗氧化性能。结果表明:涂层由MoSi2相、Si3N4和Mo2B5相组成,涂层内部致密且与基体结合紧密;高温氧化时,涂层表面生成致密硼硅玻璃氧化膜,其稳定抗氧化时间达100 h;高温下由于氧化膜的挥发和涂层的"退化"导致涂层失效。

Mo-Si-B系原位复合材料的研究

Mo-Si-B系原位复合材料是一族新型的高温结构材料,目前的研究主要集中在其中的α-Mo+Mo_3Si+Mo_5SiB_2(T_2)、Mo_5Si_3B_x(T1)+Mo_3Si+Mo_5SiB_2(T2)和Mo_5Si_3B_x(T1)+MoSi_2+MoB3个体系。详细介绍了Mo-Si-B系原位复合材料的研究进展及应用前景,并在此基础上提出了进一步研究的重点和方向。

激光熔覆Mo-Si难熔金属硅化物高温涂层的加工工艺、组织与性能

以Mo -Si合金粉末为原料 ,采用激光熔覆技术在奥氏体不锈钢 1Cr1 8Ni9Ti表面上制得了由初生MoSi2 树枝晶、块状FeMoSi初生相及枝晶间MoSi2 /α片层状共晶组织组成的难熔金属硅化物高温复合材料涂层。通过优化激光熔覆加工工艺 ,发现并合理利用激光熔覆过程中的自预热效应和预置Mo、Si粉末在熔池前无激光辐射下的高温反应合成两种影响因素 ,首次实现了无裂纹Mo -Si难熔金属硅化物激光熔覆涂层的制备。涂层组织均匀、致密 ,与基材间为完全冶金结合。

Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高温钛合金的制备及其力学性能研究

在Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α合金的基础上,通过改变Sn的含量,制备出了4种不同Sn含量Ti-6Al-xSn-4Zr-1Mo-0.8Si-0.5B高温钛合金(x=2,4,6,8)。采用XRD、SEM和TEM对样品的结构和组成进行表征,采用电子万能材料试验机对样品的力学性能进行测试分析。XRD分析可知,4种不同Sn含量的高温钛合金均由单一的α相组合而成;SEM和TEM分析发现,4种高温钛合金样品均由板条α相组成,随着Sn含量的增加,α板条的宽度从0.3μm左右逐渐增加到0.6μm左右;力学性能分析发现,随着Sn含量的增加,高温钛合金的屈服强度呈现逐渐上升的趋势,抗拉强度呈现先上升后下降的趋势,延伸率呈现逐渐下降的趋势。当Sn含量为8%(质量分数)时,高温钛合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为1466.74,1560.38 MPa,0.68%。

多相Mo-Si-B合金材料的制备与微观结构

多相Mo-Si-B合金具有高熔点,理想的抗氧化性、抗蠕变性和比较好的室温断裂韧性,是非常具有吸引力的新型高温结构材料.综述了多相Mo-Si-B合金制备和微观结构的研究进展,指出Mo-Si-B组分含量和制备工艺均影响多相Mo-Si-B合金的中微观组织组成相的种类与微观结构;论述了存在的问题和今后努力的方向.

熔覆速度对氩弧熔覆Co-Mo-Si合金涂层组织及性能的影响

为了改善机械零件的表面性能,采用氩弧熔覆技术以不同熔覆速度在304奥氏体不锈钢表面进行Co-Mo-Si涂层的合金化处理。通过倒置金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪、扫描电镜、磨料磨损试验、电化学工作站分别测试了熔覆速度对合金涂层的显微组织、显微硬度、相结构及涂层的耐磨性、耐蚀性的影响。结果表明:采用氩弧熔覆技术可以在304奥氏体不锈钢表面上获得与基体结合良好、组织细密且具有较高硬度和耐蚀性的Co-Mo-Si合金涂层;当熔覆速度为160 mm/min时,Co-Mo-Si合金涂层组织均匀,硬度最大,耐磨性及耐蚀性最佳。

Mo-Si-C三元体系复合材料的示差扫描量热法研究

采用示差扫描量热法(DSC)研究了Mo-Si-C三元体系复合材料加热时的反应过程及反应速率、相的形成规律等问题。结果表明,利用Mo、Si和C混合粉末可以制备出SiC/MoSi2两相复合材料;随着升温速率的提高,过渡相的生成量减少;Mo、Si、C混合粉末在加热过程中,温度从低到高依次形成的过渡相为Mo2C-Mo3Si-Mo5Si3-MoSi2-SiC。

1600℃ Mo-Si-C三元系组元化学势稳定性相图

收集并计算了 Mo- Si- C三元系在 16 0 0℃下各组元化合物的热力学数据。利用 Mo- Si- C三元系在该温度下的平衡相图以及收集计算的该三元系的热力学数据 。

等离子喷涂制备Mo-Si-B复合涂层的高温抗氧化行为研究

本文采用等离子喷涂法在钼电极表面制备了Mo-Si-B复合涂层,利用SEM观察涂层的显微形貌,通过XRD分析涂层的物相组成,通过DSC-TGA考察了涂层钼电极在空气环境中的抗氧化行为。结果表明:当Mo∶B∶Si添加比例达3∶1∶1时,钼电极的涂层由MoSi_2相和MoB相组成,涂层的内部致密,与基体钼电极结合紧密;在抗氧化过程中,涂层经历了氧化增重、平稳运行、再次增重3个阶段;涂层物相最终转化为MoSi_2相、Mo_5Si_3相、B_2O_3相和Si O2相。

Si含量对Mo-Si合金显微组织和硬度的影响

以Mo粉和Si粉为原料,采用真空热压烧结法制备了Si含量不同的Mo-Si合金材料。通过金相显微镜和X射线衍射仪对材料的显微组织及相组成进行了分析,并测试了不同Si含量对Mo-Si合金硬度的影响。实验结果表明,随着Si含量的增加,Mo-Si合金的组成由单一的α-Mo相转变为α-Mo+Mo3Si相,而且硬度提高。结合Mo-Si合金的显微组织观察、相组成分析以及硬度实验结果,本文还讨论了所制备Mo-Si合金的强化机制。

Mo-Si系机械合金化的研究

利用透射电镜和X射线衍射技术研究了Mo-36.5％Si、Mo-45％Si和Mo-66.7％Si混合粉在机械合金化过程中的相结构变化,经长时间球磨后,这3种粉都可以转变为非晶;不同成分混合粉的中间产物并不相同,中间产物的差异导致了不同成分的Mo-Si系相结构变化的机制不同,Mo-36.5％Si的非晶化过程是首先形成亚稳相的过饱和固溶体,然后形成了非晶,此时,Mo和Si原子的尺寸因素是非晶转变的决定因素,Mo-45％Si和Mo-66.5％Si混合粉则是首先形成了金属间化合物,后形成了非晶相,此时,缺陷为非晶转变的决定因素。