无压反应烧结MoSi_2-SiC_p复相材料的制备与性能

采用无压反应烧结方法制备了MoSi2-SiCp复相材料。结果表明:直接采用元素粉Mo,Si与Si,C粉或SiC粉反应,较难制得致密的MoSi2-SiCp复相材料;而采用MoSi2合金粉同Si,C反应可获得致密的MoSi2-SiCp复相材料。同时对不同SiC含量的MoSi2-SiCp复相材料的强度和电阻率进行了测定分析,得到强度最高值为157MPa,电阻率随SiC含量的增加而增加。

稀土/MoSi_2复合材料的干摩擦磨损性能

运用M 2型摩擦磨损试验机测定了不同载荷条件下稀土 /MoSi2 复合材料与 45钢配对件的干摩擦磨损性能 ,采用SEM观察了摩擦副表面的形貌和X射线分析了磨屑相组成 ,并探讨了其磨损机制。结果表明 :稀土 /MoSi2 和MoSi2 与 45钢干摩擦时 ,在负荷不超过 15 0N的范围内 ,其摩擦系数 μ和磨损率W与负荷p间较好地满足关系式 :W(或 μ) =a +bp +cp2 +dp3+ep4 ;两种材料均具有优异的耐磨性能 ,在 80～12 0N范围 ,稀土 /MoSi2 复合材料的磨损率比纯MoSi2 材料的至少降低了 65 % ;稀土 /MoSi2

铌表面MoSi_2高温涂层的形貌和结构研究

用料浆熔烧法在铌基体表面制备了MoSi2高温抗氧化涂层。利用SEM,EDS,XRD等仪器分析研究了涂层的结构、元素分布、相分布与抗氧化性能的关系。结果表明:涂层与基体之间达到了冶金结合,通过扩散形成了过渡层,涂层的复合结构有利于提高抗氧化性能,用料浆熔烧法在铌基体表面制备MoSi2涂层是可行的。在氧化环境下,MoSi2涂层能在表面自生成一层SiO2玻璃层,阻止氧的进一步扩散。经2h以上高温氧化后,Si的扩散使涂层主体中形成多孔疏松组织。涂层元素与基体发生互扩散,在界面处形成大量集中孔洞并横向贯穿,使涂层从其主体与过渡层接触的界面处发生横向内部断裂,导致涂层失效。

激光涂覆制备原位自生MoSi_2/SiC陶瓷复合涂层的研究

为了在碳钢表面获得耐磨、耐蚀、抗热疲劳等综合性能优良的陶瓷基复合涂层 ,利用 3kW连续波快速轴流CO2 激光器进行了一系列的激光表面涂覆试验 ,光斑直径3～5mm ,扫描速度 3～ 10mm/s。试验结果表明 ,利用激光表面涂覆技术和粉末预置法 ,可以在碳钢表面直接原位合成SiC颗粒增韧的MoSi2 陶瓷基复合涂层 ,涂层与基体呈良好的冶金结合 ,涂层宏观质量完好 ,无裂纹和气孔等缺陷。球状SiC颗粒尺寸为 1～ 5 μm ,均匀分布于MoSi2 基体内。涂层显微硬度达 10 0 0HV0 2 ,是基材显微硬度的 4

SiC_p-WSi_2/MoSi_2复合材料的室温力学性能

为了提高MoSi2的室温断裂韧性,将Si、Mo、W和C四种粉末混合后通过"原位反应热压"一次热压工艺制备了两种不同体积配比的SiCp-WSi2/MoSi2复合材料试样,测定了复合材料试样和纯MoSi2试样的室温断裂韧性(KIC)与显微硬度(HV);采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了该工艺下试样的结构、组织以及断口形貌与断裂韧性间的相互关系。结果表明,SiC的复合化和W元素的合金化能使SiCp-WSi2/MoSi2复合材料晶粒细化,硬度、室温断裂韧性比纯MoSi2明显提高,断裂韧性最高值达5.88MPa·m1/2。并对复合材料的硬化、韧化机理分别进行了分析。

关于MoSi_2氧化相低温化学稳定性图的建立与分析

从热力学角度建立了MoSi2 氧化相的低温化学稳定性图 ,并对实验现象进行了分析。建立的MoSi2 氧化相的低温化学稳定性图阐明了MoSi2 材料低温氧化生成物与温度、氧分压之间的关系 ;可较好地解释实验现象和结果 ;并指出减少MoSi2 材料的内部缺陷 ,使扩散至界面的氧分压维持较低数值 ,可避免生成挥发性MoO3相 ,从而防止材料的“PEST”现象。

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。

激光熔覆MoSi_2粉末涂层的组织结构和性能

用XRD、SEM、EDAX和显微硬度仪研究了 4 5钢基体激光熔覆MoSi2 粉末涂层的组织结构和硬度。结果表明 ,由于基体的稀释作用 ,涂层的相组成为FeMoSi、Fe2 Si和少量的Mo5Si3 。涂层组织呈现典型的细小枝晶组织特征 ,枝晶为FeMoSi领先相 ,枝晶间为FeMoSi和Fe2 Si两相共晶 ,组织中无孔隙和裂纹等缺陷。Mo、Si、Fe线扫描成分分析表明 ,这些元素都分布在涂层 基体界面处 ,且缓慢过渡 ,基体与涂层发生互扩散 ,为冶金结合。涂层硬度可达 84 5HV0 5 ,基体硬度为 180HV0 5 ,涂层硬度比基体高 3 7倍。从涂层到基体硬度逐渐降低 ,过渡区比较缓和。

碳/碳复合材料 MoSi_2 涂层的防氧化研究

研究了碳／碳复合材料ＭｏＳｉ２防氧化涂层的性能。结果表明，ＭｏＳｉ２涂层系统具有１５００℃长时间防氧化作用，在１５００℃时，带涂层的碳／碳复合材料长时间氧化失重速率稳定在２．４３×１０－５ｇ／ｍ２·ｓ，２４２小时的氧化失重为０．５７％，该质量损失表现为涂层系统自身蒸发损耗；同时。

La_2O_3和WSi_2增强MoSi_2基复合材料的摩擦磨损性能研究

选用MRH-5A型环-块摩擦磨损试验机测定了3种载荷和2种转速条件下La2O3和WSi2增强MoSi2基复合材料在滑动干摩擦时的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜分析了复合材料磨损表面形貌.结果表明:La2O3和WSi2增强MoSi2基复合材料的抗磨性能优于MoSi2及WSi2/MoSi2材料;当载荷与速度乘积(pv)值小于183.04N·m/s时,La2O3和WSi2增强MoSi2基复合材料的磨损质量损失仅为相同条件下MoSi2的1/4～1/6和WSi2/MoSi2的1/2;这是由于La2O3和WSi2复合增强相存在硬化和韧化协同作用所致;随着pv值增加,La2O3和WSi2增强MoSi2基复合材料依次呈现犁削、粘着磨损和疲劳磨损特征.

MoSi_2及其复合材料摩擦学性能研究

通过热压烧结制备了MoSi2及3种MoSi2基复合材料,考察了其相组成和结构,测定了其硬度和断裂韧性,评价了其摩擦磨损行为,并探讨了力学性能、摩擦界面特性和偶件材料特性等对MoSi2及其复合材料摩擦学行为的影响.结果表明:MoSi2同GCrl5钢和WC-Co硬质合金配副时表现出较高的摩擦系数,其磨损强烈依赖于偶件材料特性;第二相的引入对MoSi2的磨损行为具有显著影响,其中SiC第二相可以改善MoSi2的摩擦磨损性能;摩擦界面特性和偶件材料特性则对MoSi2及其复合材料的摩擦磨损性能具有决定性影响.

低压沉积温度对MoSi_2涂层微观结构与性能影响

以SiCl4和H2为原料,采用低压化学气相沉积（LPCVD）渗硅法在Mo基体表面原位反应制备了MoSi2涂层,研究了沉积温度对MoSi2涂层微观形貌、物相组成、沉积速率、涂层的硬度、涂层与基体结合强度的影响.研究结果表明：在1100~1200℃下制备的涂层结构致密,由单一MoSi2组成,沉积速率、涂层的硬度以及与基体的结合强度均表现为増加的趋势;当沉积温度高于1200℃,涂层出现开裂现象,由游离Si和MoSi2两相组成,涂层沉积速率、硬度和结合强度均出现下降的趋势.1100℃以下沉积的主要控制步骤为Si与Mo反应,而1100℃以上Si在涂层中的扩散对沉积过程起控制作用.

MoSi_2高温氧化层的微观结构

采用SEM,TEM和XRD方法研究了MoSi2在1200-1600℃的氧化层微观结构.在1240℃下,氧化层由SiO2和其它氧化物混合而成,致密度较差,1240-1520℃区间氧化层表面存在针状、扇状或羽状的低温石英,氧化层较薄.在1520℃以上,氧化层中含有块状、粒状或蜂巢状的方石英.氧化层致密而均匀.

C/C复合材料MoSi_2-Mo_5Si_3/SiC涂层的制备及组织结构

采用化学气相反应法和料浆刷涂反应法,在C/C复合材料表面制备了MoSi_2-Mo_5Si_3/SiC复合涂层,借助X射线衍射仪、扫描电镜及能谱等分析手段,对涂层的形成、组织结构进行了研究,并初步考察了涂层的高温抗氧化性能.结果表明:制备的复合涂层厚度为400μm左右,主要由β-SiC、MoSi_2及少量的Mo_5Si_3组成.1350℃等温氧化10h后,复合涂层试样的氧化失重率只有1.21%,明显低于C/C复合材料SiC单涂层试样,其高温抗氧化性能得到明显的提高.因此,与C/C复合材料SiC单涂层相比,经封填改性制得的复合涂层结构更致密,具有良好的高温抗氧化性能.

C/C复合材料SiC-TaSi_2/MoSi_2抗氧化复合涂层研究

采用包埋技术在C/C复合材料表面制备SiC-TaSi_2/MoSi_2抗氧化复合涂层,通过恒温氧化实验以及X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)观察及能谱(EDS)分析,研究了包埋粉料中Ta,Mo含量对复合涂层微观结构和高温抗氧化性能的影响.结果表明,Ta,Mo摩尔比为1:1时所制备的复合涂层具有相对较大的厚度和较为致密的结构,氧化过程中在该涂层表面形成致密和稳定的玻璃态SiO_2保护膜.在1500℃氧化326h和经过23次1500℃至室温间的急冷急热后,带有该涂层的C/C试样失重仅为0.97%,表明该涂层具有优异的抗氧化和抗热震性能.

稀土强韧化MoSi_2材料的室温性能

通过机械合金化 冷等静压 高温烧结工艺制备了MoSi2 和稀土 /MoSi2 两种材料 ,测定了它们的室温抗弯强度、断裂韧性和导电性。结果表明 :稀土比SiC对MoSi2 具有更好的强韧化综合作用 ;加入 0 .9%稀土后 ,稀土 /MoSi2 材料比MoSi2 基体的弯曲强度提高了 46 %至 419 41MPa、断裂韧性提高了 81%达 5 .81MPa·m 1 /2 ;其强化机制为细晶强化和弥散强化 ,韧化机制为细晶韧化、裂纹的偏转和弯曲韧化。且稀土比SiC晶须对MoSi2 材料的导电性影响程度小得多 ,0 .9%稀土的加入仅使MoSi2 材料的电阻率增高了约 13.9%。

WSi_2/MoSi_2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。

防止 C/C 复合材料氧化的 MoSi_2/SiC 双相涂层系统的研究

由固相扩散—浸渗处理制备了防止碳／碳复合材料氧化的ＭｏＳｉ２／ＳｉＣ双相涂层。通过对涂层的结构、成份以及氧化机理的研究表明，ＭｏＳｉ２／ＳｉＣ双相涂层由内层为β－ＳｉＣ和外层为ＭｏＳｉ２／ＳｉＣ双相层构成，具有优异的高温抗氧化性能。

Si_3N_4颗粒及SiC晶须强韧化MoSi_2复合材料的低温氧化行为

对Si3N4颗粒及SiC晶须强韧化MoSi2复合材料在773K下的氧化行为进行了研究.通过热重量分析法(TG)分析了MoSi2及其复合材料MoSi2-Si3N4(p)和MoSi2-Si3N4(P)SiC(w)在773K下的氧化性能,采用SEM和X射线衍射测定其表面形貌和氧化物相组成.结果发现:在773K下,纯MoSi2和MoSi2+20vol%Si3N4均发生了"Pesting"氧化,氧化过程服从直线规律,氧化产物层疏松,氧化产物主要为MoO3;MoSi2+40vol%Si3N4氧化服从抛物线规律,速率常数Kp为0.04mg2/(cm4.h),氧化层致密,成分主要为SiO2、Si2N2O,增加Si3N4的含量可显著提高MoSi2的抗"Pesting"氧化能力;MoSi2+20vol%Si3N4+20vol%SiC发生了严重的粉化现象,氧化产物主要为短针状MoO3.

原位SiC颗粒增强MoSi_2基复合材料的显微组织和力学性能

本文研究了原位 ＳｉＣ颗粒增强 ＭｏＳｉ２基复合材料的组织结构和力学性能。结果表明：复合材料的组织为ｔ－ＭｏＳｉ２基体上均匀分布 β－ＳｉＣ等轴颗粒，数量很少的球形小孔隙主要分布在 ＳｉＣ颗粒内， ＳｉＣ颗粒尺寸为 ２－５ μｍ．复合材料界面为直接的原子结合，无非晶层存在．复合材料的室温维氏硬度、断裂韧性、抗压强度及高温流变应力明显高于单一ＭｏＳｉ２，随着ＳｉＣ体积分数的增加，维氏硬度、断裂韧性及高温流变应力提高，而抗压强度先增加后减少． ＳｉＣ体积分数从 １０％增加到 ４５％，ＫＩＣ从 ４．３４提高到 ５．７１ ＭＰａ·ｍ１／２；与单一 ＭｏＳｉ２相比提高了 ２５％－４６％； １４００℃时，σ０．２从 ２０％ＳｉＣ的 ２３０提高到 ４５％ＳｉＣ的 ２８５ ＭＰａ，比单一 ＭｏＳｉ２提高了 ９８％－１４６％．