Ta2O5-WO3-RxOy(R=Si、Ti、Zr、Al)三元系統(tǒng)相關(guān)系及Ta-W基合金的氧化行為研究.pdf

1、分類號(hào)：TF124單位代碼：11407密級(jí)：公開學(xué)號(hào)：20147144北方民族大學(xué)碩士學(xué)位論文Ta2O5WO3RxOy（R=Si、Ti、Zr、Al）三元系統(tǒng)相關(guān)系及TaW基合金的氧化行為研究PhaserelationintheTa2O5WO3RxOy(R=SiTiZrAl)ternarysystemoxidationbehaviofTaWbasealloys學(xué)位申請(qǐng)人：王鴻業(yè)指導(dǎo)教師：陳宇紅教授申請(qǐng)學(xué)位門類級(jí)別：工學(xué)碩士專業(yè)名稱：材料物

2、理與化學(xué)研究方向：材料化學(xué)所在學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院論文完成日期：2017年3月I摘要TaW合金的高溫抗氧化性能相對(duì)較差，嚴(yán)重制約了TaW合金的應(yīng)用。提高合金抗氧化的途徑有很多，表面抗氧化涂層和添加合金元素都是提高合金的抗氧化性的途徑。不論是合金化還是抗氧化涂層，確定合金氧化產(chǎn)物組成對(duì)研究合金的氧化性具有指導(dǎo)作用。當(dāng)系統(tǒng)中存在多種氧化物時(shí)，這些氧化物之間的相容關(guān)系和能否出現(xiàn)液相對(duì)預(yù)測(cè)合金的氧化行為至關(guān)重要。本文主要對(duì)Ta2O5WO3R

3、xOy（R=Si、Ti、Zr、Al）三元系統(tǒng)相關(guān)系進(jìn)行了研究，并根據(jù)氧化物之間的相關(guān)系預(yù)測(cè)合金氧化產(chǎn)物和制備合金，并對(duì)合金的抗氧化性和氧化產(chǎn)物組成進(jìn)行研究，得到的結(jié)果如下：（1）在不同溫度下進(jìn)行保溫，并延長(zhǎng)保溫時(shí)間保證平衡的前提下對(duì)Ta2O5WO3RxOy（R=Si、Ti、Zr、Al）三元亞固系統(tǒng)相關(guān)系和液相產(chǎn)生區(qū)進(jìn)行研究，物相分析發(fā)現(xiàn)，氧化物之間的相互反應(yīng)會(huì)生成以下幾種化合物：Ta22W4O67、Ta2WO8、Ta16W18O94、T

4、iTa2O7、TaZr2.75O8、Al2W3O12和AlTaO4，其中部分區(qū)域存在固溶關(guān)系?？疾炱湎嗳蓐P(guān)系后，分別得到了Ta2O5WO3SiO2、Ta2O5WO3TiO2、Ta2O5WO3ZrO2和Ta2O5WO3Al2O3的亞固相關(guān)系圖。（2）運(yùn)用電子束熔煉、熱壓燒結(jié)和放電等離子燒結(jié)三種方法制備TaW合金，三種方法制備的合金的相對(duì)密度均可達(dá)到95%以上。粉末冶金法制備的合金在晶界處會(huì)形成鉭的氧化物，氧化物的形成可以釘扎晶界，抑制晶粒

5、長(zhǎng)大，并可以提高合金的硬度。（3）用TG分析了TaW合金的氧化動(dòng)力學(xué)。合金動(dòng)態(tài)氧化中，純Ta開始明顯氧化的溫度大約在580℃左右，添加W合金化后，開始明顯氧化溫度提高，其中Ta10W的起始氧化溫度最高，為680℃左右。合金的680℃～900℃靜態(tài)氧化結(jié)果顯示，純Ta呈直線規(guī)律，添加W合金化后的TaW合金在初始階段，呈拋物線氧化規(guī)律，隨著時(shí)間的推移，合金的氧化呈直線氧化規(guī)律。Ta10W合金的氧化產(chǎn)物為Ta2O5ss，而Ta20W合金的氧化