Mo(Si 1-x Al x ) 2 /Al 2 O 3 复合材料的制备与强韧化
发布时间：2021-06-22 17:55
以Mo、Al、Si和Mo O34种粉末为原料,通过燃烧合成和真空热压烧结工艺原位制备了(Si1-xAlx)2/Al2O3复合材料,分析了其燃烧模式、产物相结构、微观组织和力学性能。结果表明:添加Al之后坯体的燃烧合成反应更加剧烈,燃烧模式由螺旋模式转入混沌模式。随着合金化Al含量的增加,基体相结构由C11b型Mo Si2转变为C40型Mo（Si,Al）2,并且在所有复合材料中都可以鉴别出Al2O3衍射峰,表明通过燃烧合成技术原位制备了Mo(Si1-xAlx)2/Al2O3复合材料。复合材料的断裂韧性和抗弯强度最高分别达到4.25 MPa·m1/2和346 MPa,比纯Mo Si2提高了39%和60...
【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2017,46(01)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
燃烧合成图像
飨员浠???チ耸奔渖系闹芷谛裕?纬闪司獬葑唇?构，即混沌燃烧模式，但燃烧前沿亮度保持一致，表明燃烧前沿具有足够的热量维持自蔓延反应的进行。图1c所示Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3试样和图1d所示Mo(Si0.80Al0.20)2/10%Al2O3表现出相同的特征，即燃烧初期形成稳定的弧线前沿，燃烧后期出现了混沌特征。燃烧合成反应后，试样沿径向出现收缩。上述分析表明，Al合金化协同Al2O3复合化之后，试样的燃烧特征由螺旋模式转变为混沌模式。这与燃烧合成热力学特征密切相关，图2为实测4种试样的燃烧合成反应温度曲线，由图可见，纯MoSi2的燃烧温度为1670K，复合材料的燃烧温度分别为2256、2227和2349K，即Al合金化和Al2O3复合化之后，试样的实测燃烧温度分别提高了586、557和679K。图2实测燃烧温度随时间变化曲线Fig.2Actualcombustiontemperatureprofiles另外，本研究还涉及到Al和MoO3之间的化学反应，也就是铝热反应，铝作为强还原剂在形成Al2O3的过程中放出大量的热，使得反应温度更高，反应过程更剧烈。2.2XRD结果图3为燃烧合成产物的XRD图谱。由图3中a谱线可见，以Mo和Si2种元素粉末为原料，通过燃烧合成技术合成了C11b型MoSi2，同时可以鉴别出痕量Mo5Si3。添加少量Al之后，C11b相衍射峰依然是最强峰，但是在图3的b谱线中可以鉴别出微弱的Al2O3衍射峰，表明燃烧合成时Al原位形成了Al2O3第二相。随着Al含量的增加，在图3的c谱线中可以鉴别出明显的C40型Mo(SiAl)2衍射峰，表明Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3燃烧合成产物为MoSi2、Mo(SiAl)2和Al2O3三相共存状态。当Al含量进一步
模式。这与燃烧合成热力学特征密切相关，图2为实测4种试样的燃烧合成反应温度曲线，由图可见，纯MoSi2的燃烧温度为1670K，复合材料的燃烧温度分别为2256、2227和2349K，即Al合金化和Al2O3复合化之后，试样的实测燃烧温度分别提高了586、557和679K。图2实测燃烧温度随时间变化曲线Fig.2Actualcombustiontemperatureprofiles另外，本研究还涉及到Al和MoO3之间的化学反应，也就是铝热反应，铝作为强还原剂在形成Al2O3的过程中放出大量的热，使得反应温度更高，反应过程更剧烈。2.2XRD结果图3为燃烧合成产物的XRD图谱。由图3中a谱线可见，以Mo和Si2种元素粉末为原料，通过燃烧合成技术合成了C11b型MoSi2，同时可以鉴别出痕量Mo5Si3。添加少量Al之后，C11b相衍射峰依然是最强峰，但是在图3的b谱线中可以鉴别出微弱的Al2O3衍射峰，表明燃烧合成时Al原位形成了Al2O3第二相。随着Al含量的增加，在图3的c谱线中可以鉴别出明显的C40型Mo(SiAl)2衍射峰，表明Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3燃烧合成产物为MoSi2、Mo(SiAl)2和Al2O3三相共存状态。当Al含量进一步增加到最大时，图3中d谱线所示，复合材料中已经不存在MoSi2衍射峰，只有Mo(SiAl)2和Al2O3两相结构，表明通过燃烧合成技术原位获得了Al合金化协同Al2O3复合化MoSi2材料。由此可见，随着Al含量的增图3燃烧合成产物的X射线衍射图谱Fig.3X-raydiffractionpatternsofthecombustionsynthesisproducts2θ/(°)
【参考文献】：
期刊论文
[1]Si3N4（p）/SiC（w）协同复合MoSi2材料的强韧化及机理研究[J]. 周宏明,易丹青,柳公器,肖来荣. 稀有金属材料与工程. 2009(11)
本文编号：3243282
【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2017,46(01)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
燃烧合成图像
飨员浠???チ耸奔渖系闹芷谛裕?纬闪司獬葑唇?构，即混沌燃烧模式，但燃烧前沿亮度保持一致，表明燃烧前沿具有足够的热量维持自蔓延反应的进行。图1c所示Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3试样和图1d所示Mo(Si0.80Al0.20)2/10%Al2O3表现出相同的特征，即燃烧初期形成稳定的弧线前沿，燃烧后期出现了混沌特征。燃烧合成反应后，试样沿径向出现收缩。上述分析表明，Al合金化协同Al2O3复合化之后，试样的燃烧特征由螺旋模式转变为混沌模式。这与燃烧合成热力学特征密切相关，图2为实测4种试样的燃烧合成反应温度曲线，由图可见，纯MoSi2的燃烧温度为1670K，复合材料的燃烧温度分别为2256、2227和2349K，即Al合金化和Al2O3复合化之后，试样的实测燃烧温度分别提高了586、557和679K。图2实测燃烧温度随时间变化曲线Fig.2Actualcombustiontemperatureprofiles另外，本研究还涉及到Al和MoO3之间的化学反应，也就是铝热反应，铝作为强还原剂在形成Al2O3的过程中放出大量的热，使得反应温度更高，反应过程更剧烈。2.2XRD结果图3为燃烧合成产物的XRD图谱。由图3中a谱线可见，以Mo和Si2种元素粉末为原料，通过燃烧合成技术合成了C11b型MoSi2，同时可以鉴别出痕量Mo5Si3。添加少量Al之后，C11b相衍射峰依然是最强峰，但是在图3的b谱线中可以鉴别出微弱的Al2O3衍射峰，表明燃烧合成时Al原位形成了Al2O3第二相。随着Al含量的增加，在图3的c谱线中可以鉴别出明显的C40型Mo(SiAl)2衍射峰，表明Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3燃烧合成产物为MoSi2、Mo(SiAl)2和Al2O3三相共存状态。当Al含量进一步
模式。这与燃烧合成热力学特征密切相关，图2为实测4种试样的燃烧合成反应温度曲线，由图可见，纯MoSi2的燃烧温度为1670K，复合材料的燃烧温度分别为2256、2227和2349K，即Al合金化和Al2O3复合化之后，试样的实测燃烧温度分别提高了586、557和679K。图2实测燃烧温度随时间变化曲线Fig.2Actualcombustiontemperatureprofiles另外，本研究还涉及到Al和MoO3之间的化学反应，也就是铝热反应，铝作为强还原剂在形成Al2O3的过程中放出大量的热，使得反应温度更高，反应过程更剧烈。2.2XRD结果图3为燃烧合成产物的XRD图谱。由图3中a谱线可见，以Mo和Si2种元素粉末为原料，通过燃烧合成技术合成了C11b型MoSi2，同时可以鉴别出痕量Mo5Si3。添加少量Al之后，C11b相衍射峰依然是最强峰，但是在图3的b谱线中可以鉴别出微弱的Al2O3衍射峰，表明燃烧合成时Al原位形成了Al2O3第二相。随着Al含量的增加，在图3的c谱线中可以鉴别出明显的C40型Mo(SiAl)2衍射峰，表明Mo(Si0.90Al0.10)2/10%Al2O3燃烧合成产物为MoSi2、Mo(SiAl)2和Al2O3三相共存状态。当Al含量进一步增加到最大时，图3中d谱线所示，复合材料中已经不存在MoSi2衍射峰，只有Mo(SiAl)2和Al2O3两相结构，表明通过燃烧合成技术原位获得了Al合金化协同Al2O3复合化MoSi2材料。由此可见，随着Al含量的增图3燃烧合成产物的X射线衍射图谱Fig.3X-raydiffractionpatternsofthecombustionsynthesisproducts2θ/(°)
【参考文献】：
期刊论文
[1]Si3N4（p）/SiC（w）协同复合MoSi2材料的强韧化及机理研究[J]. 周宏明,易丹青,柳公器,肖来荣. 稀有金属材料与工程. 2009(11)
本文编号：3243282
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