Mg、Al合金化MoSi 2 的制备与强韧化

发布时间：2022-04-23 11:21

　　由于具有高熔点、适中的密度和极好的高温抗氧化性等特点,MoSi₂成为高温应用的潜在候选材料,然而,其室温下的低断裂韧性(2-2.5MPam^1/2)和低抗弯强度（200-250MPa）限制了它的应用。本文以Mg、Al协同合金化MoSi₂为思路,利用自蔓延高温合成技术制备Mo[Si_0.9(Al_xMg_0.1-x)]₂复合粉体,采用真空热压烧结制备致密MoSi₂复合陶瓷材料,然后通过不同工艺退火处理,并对其物相组成和力学性能进行研究。以Mg、Al、Mo和Si粉为实验原料,利用自蔓延高温合成方法成功制备了Mo[Si_0.9(Al_xMg_0.1-x)]₂复合粉体,其中x代表Al粉的摩尔含量,分别取0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10。结果表明:随着Mg含量的增加,合成产物的膨胀程度增大,合成产物颗粒变小,晶粒细化,物相中有单质... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 MoSi_2的结构和特性
        1.1.1 MoSi_2晶体结构
        1.1.2 MoSi_2的基本特性
    1.2 MoSi_2材料的应用及现状
        1.2.1 电热材料
        1.2.2 高温结构材料
        1.2.3 其他材料
    1.3 MoSi_2材料的强韧化
        1.3.1 Al合金化MoSi_2
        1.3.2 Mg合金化MoSi_2
        1.3.3 多元合金化MoSi_2
    1.4 MoSi_2结构陶瓷的退火处理
    1.5 研究内容和意义
2 实验
    2.1 实验原料与成分设计
    2.2 实验仪器设备
    2.3 技术流程
    2.4 样品表征
        2.4.1 物相分析
        2.4.2 形貌分析
    2.5 性能测试
        2.5.1 致密度
        2.5.2 显微硬度
        2.5.3 断裂韧性
3 Mo[Si_(0.9)(Al_xMg_(0.1-x))]_2的自蔓延高温合成
    3.1 实验方法与工艺
        3.1.1 样品的制备
        3.1.2 自蔓延高温合成Mo[Si_(0.9)(Al_xMg_(1-x))]_2样品
    3.2 自蔓延高温合成产物形貌分析
        3.2.1 自蔓延高温合成产物宏观形貌分析
        3.2.2 自蔓延高温合成产物微观形貌分析
    3.3 自蔓延高温合成产物物相分析
    3.4 本章小结
4 热压烧结Mo[Si_(0.9)(Al_xMg_(0.1-x))]_2组织与力学性能研究
    4.1 实验方法与工艺
    4.2 Mo[Si_(0.9)(Al_xMg_(0.1-x))]_2陶瓷物相结构分析
    4.3 Mo[Si_(0.9)(Al_xMg_(0.1-x))]_2陶瓷致密度与力学性能讨论
        4.3.1 致密度分析
        4.3.2 硬度分析
        4.3.3 断裂韧性分析
    4.4 Mo[Si_(0.9)(Al_xMg_(0.1-x))]_2陶瓷显微结构分析
    4.5 本章小结
5 不同退火温度处理Mo[Si_(0.9)(Al_(0.04)Mg_(0.06))]_2陶瓷组织与力学性能研究
    5.1 实验方法与工艺
    5.2 不同温度退火处理Mo[Si_(0.9)(Al_(0.04)Mg_(0.06))]_2陶瓷物相分析
    5.3 不同温度退火处理Mo[Si_(0.9)(Al_(0.04)Mg_(0.06))]_2陶瓷致密度和力学性能讨论
        5.3.1 致密度分析
        5.3.2 硬度分析
        5.3.3 断裂韧性分析
    5.4 不同温度退火处理Mo[Si_(0.9)(Al_(0.04)Mg_(0.06))]_2陶瓷显微结构分析
    5.5 本章小结
6 不同退火保温时间处理Mo[Si_(0.9)(Al_(0.04)Mg_(0.06))]_2陶瓷组织与力学性能研究
    6.1 不同保温时间退火处理Mo[Si_(0.9)(Al_(0.04)Mg_(0.06))]_2陶瓷物相分析
    6.2 不同保温时间退火处理Mo[Si_(0.9)(Al_(0.04)Mg_(0.06))]_2陶瓷致密度和力学性能讨论
        6.2.1 致密度分析
        6.2.2 硬度分析
        6.2.3 断裂韧性分析
    6.3 不同保温时间退火处理Mo[Si_(0.9)(Al_(0.04)Mg_(0.06))]_2陶瓷显微结构分析
    6.4 本章小结
7 结论
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]超音速等离子喷涂ZrO2-MoSi2涂层的组织及耐磨性能[J]. 牛永辉,杨军,朱浪涛,杨建锋,白宇.  金属热处理. 2015(08)
[2]钼及其化合物的最新用途[J]. 冯鹏发,党晓明,胡林,赵虎,王娜,张常乐,陈二雷.  中国钼业. 2015(01)
[3]Mg微合金化对MoSi2价电子结构及性能的影响[J]. 冯培忠,刘伟生,王晓虹,强颖怀,刘炯天.  材料热处理学报. 2011(09)
[4]自蔓延高温合成法制备MgSiN2粉体[J]. 彭桂花,冯玉芝,梁振华,李庆余,王红强,李文兰.  桂林工学院学报. 2009(04)
[5]合金化和热处理对难熔金属硅化物基合金组织和性能影响的研究现状[J]. 贾丽娜,郭喜平.  稀有金属材料与工程. 2007(07)
[6]Kanthal MoSi2发热元件的组织结构和性能[J]. 冯培忠,王晓虹,杜学丽,曲选辉.  耐火材料. 2006(02)
[7]SHS-熔铸工艺制备MoSi2-Fe原位复合材料的研究[J]. 王世鑫,严有为.  特种铸造及有色合金. 2006(01)
[8]热处理对(Mo0.85Nb0.15)Si2单晶显微结构的影响[J]. 杨海波,李伟,单爱党,吴建生.  中国有色金属学报. 2005(01)
[9]MoSi2复合材料断裂韧性的测量及评价[J]. 刘伯威,樊毅,张金生,潘进.  中国有色金属学报. 2001(05)
[10]陶瓷基复合材料的高温应用[J]. 徐海江.  飞航导弹. 1998(06)

硕士论文
[1]二硅化钼材料热力学性质的理论与应用研究[D]. 韩晓东.景德镇陶瓷大学 2016
[2]MoSi2/Al2O3复合材料燃烧合成与组织性能研究[D]. 王建栋.中国矿业大学 2014
[3]MoSi2基复合发热元件制备及其高温性能研究[D]. 荆志新.西北工业大学 2003



本文编号：3647074