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

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

2、理與化學研究方向：材料化學所在學院：材料科學與工程學院論文完成日期：2017年3月I摘要TaW合金的高溫抗氧化性能相對較差，嚴重制約了TaW合金的應用。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，確定合金氧化產物組成對研究合金的氧化性具有指導作用。當系統(tǒng)中存在多種氧化物時，這些氧化物之間的相容關系和能否出現(xiàn)液相對預測合金的氧化行為至關重要。本文主要對Ta2O5WO3R

3、xOy（R=Si、Ti、Zr、Al）三元系統(tǒng)相關系進行了研究，并根據氧化物之間的相關系預測合金氧化產物和制備合金，并對合金的抗氧化性和氧化產物組成進行研究，得到的結果如下：（1）在不同溫度下進行保溫，并延長保溫時間保證平衡的前提下對Ta2O5WO3RxOy（R=Si、Ti、Zr、Al）三元亞固系統(tǒng)相關系和液相產生區(qū)進行研究，物相分析發(fā)現(xiàn)，氧化物之間的相互反應會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)域存在固溶關系。考察其相容關系后，分別得到了Ta2O5WO3SiO2、Ta2O5WO3TiO2、Ta2O5WO3ZrO2和Ta2O5WO3Al2O3的亞固相關系圖。（2）運用電子束熔煉、熱壓燒結和放電等離子燒結三種方法制備TaW合金，三種方法制備的合金的相對密度均可達到95%以上。粉末冶金法制備的合金在晶界處會形成鉭的氧化物，氧化物的形成可以釘扎晶界，抑制晶粒

5、長大，并可以提高合金的硬度。（3）用TG分析了TaW合金的氧化動力學。合金動態(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，隨著時間的推移，合金的氧化呈直線氧化規(guī)律。Ta10W合金的氧化產物為Ta2O5ss，而Ta20W合金的氧化