2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)代工業(yè)對(duì)高溫結(jié)構(gòu)材料提出了更高的使用要求:如更高的使用溫度和高溫環(huán)境下更良好的穩(wěn)定性。MoSi2材料以其高熔點(diǎn)、良好的高溫抗氧化性的特點(diǎn)被研究者廣泛關(guān)注,有希望成為新型高溫結(jié)構(gòu)材料。但在應(yīng)用中由于MoSi2材料的室溫脆性較大,斷裂韌性KIC只有2.5-3.0 MPa·m1/2,制約了該材料在實(shí)際中的應(yīng)用。本文研究思路是采用合金化的方法在 MoSi2中引入金屬元素 W、Al,以改善 MoSi2材料的室溫脆性,第一

2、步利用自蔓延高溫合成技術(shù)制備了MoSi2/WSi2和 Mo(Al,Si)2兩種復(fù)合粉體,并研究了自蔓延高溫合成特征和產(chǎn)物物相及形貌;第二步利用自蔓延合成的粉體采用真空熱壓燒結(jié)方法制備MoSi2基復(fù)合材料,研究分析W、Al的加入量對(duì)MoSi2材料組成結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響。
  以Si、Mo、W元素粉末為原料,通過(guò)自蔓延合成技術(shù)制備了(1-x)MoSi2/xWSi2復(fù)合粉體,其中x表示W(wǎng)粉的摩爾含量,分別取5%,10%,15%,20%

3、。W的加入降低了反應(yīng)體系的絕熱溫度,當(dāng)加入量達(dá)到20 at%時(shí),體系的理論絕熱溫度為1859 K。通過(guò)對(duì)合成產(chǎn)物的XRD圖譜中最強(qiáng)衍射峰的分峰擬合確定燃燒產(chǎn)物中MoSi2和WSi2以單相形式存在,并且燃燒產(chǎn)物的形貌與原料Mo粉的初始形貌相似,近似等軸狀,呈聚集狀態(tài)。利用自蔓延合成得到的粉體通過(guò)熱壓燒結(jié)得到(1-x)MoSi2/xWSi2復(fù)合材料,真空熱壓燒結(jié)的溫度為1400 ℃,保溫90 min,最大壓力25 MPa。復(fù)合材料的致密度達(dá)

4、到97%,并隨著 W含量的增加,(1-x)MoSi2/xWSi2復(fù)合材料的硬度和抗彎強(qiáng)度增大,當(dāng) x=20 at%時(shí),硬度達(dá)到14.18 GPa,抗彎強(qiáng)度達(dá)到300.21 MPa,與純MoSi2相比分別提高17.6%和6.0%,但斷裂韌性下降明顯,降低到2.01 MPa·m1/2。W的加入在MoSi2基體中形成WSi2第二相顆粒,起到提高硬度和抗彎強(qiáng)度的作用,但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料更大的脆性。
  以Si、Mo、Al元素粉末為原料,

5、通過(guò)自蔓延合成技術(shù)制備了Mo(Aly,Si1-y)2復(fù)合粉體,其中y表示Al粉的摩爾含量,分別取5%,10%,15%,20%。合成產(chǎn)物的XRD圖譜的結(jié)果顯示,Al的加入取代MoSi2結(jié)構(gòu)中Si的位置,形成C11b型置換固溶體Mo(Al,Si)2,由于Al的原子半徑大于Si,導(dǎo)致晶格發(fā)生畸變,繼續(xù)增加Al含量時(shí),Mo(Al,Si)2的結(jié)構(gòu)向C40型發(fā)生轉(zhuǎn)變。利用自蔓延合成得到的粉體通過(guò)熱壓燒結(jié)得到Mo(Aly,Si1-y)2合金材料,實(shí)驗(yàn)

6、結(jié)果表明:隨著Al含量的增加合金材料的致密度和硬度總體呈下降趨勢(shì),抗彎強(qiáng)度降低,斷裂韌性先增加后降低,當(dāng)y=10 at%時(shí)斷裂韌性達(dá)到7.38 MPa·m1/2,與純MoSi2相比提高113.3%。少量Al(y≤10 at%)的加入形成C11b型Mo(Al,Si)2,能夠有效提高合金材料的斷裂韌性,但繼續(xù)增加Al含量時(shí),由于發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,合金材料的力學(xué)性能明顯降低。
  通過(guò)本文研究可以預(yù)計(jì)通過(guò)合金化的方法可以有效地改善 MoSi

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