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文檔簡介
1、難熔金屬硅化物二硅化鉬(MoSi2)以其高熔點(2030℃)、較低的密度(6.24g/cm3)和優(yōu)異的高溫抗氧化性對下一代高溫結構材料具有極大的吸引力。早在上個世紀五六十年代,以MoSi2為基的電熱元件已實現(xiàn)了工業(yè)化生產和應用。但是,MoSi2作為高溫結構的基體材料,至今還沒有很好的解決低溫脆性、高溫蠕變和中溫加速氧化等問題?,F(xiàn)已證明,合金化和復合化是改善MoSi2強韌化的主要方法。本研究就是通過引入具有優(yōu)良抗氧化性能的Al和Cr合金元
2、素對MoSi2進行合金化改性,以制備具有優(yōu)良性能的MoSi2-AlCr2準二元系新型合金材料。同時,由于AlCr2具有比重較低、抗氧化性好,與MoSi2同晶型的優(yōu)點,試驗合金可望具有良好的相界匹配性和抗氧化性能。
故此,本論文采用熱壓燒結法制備了名義成分為MoSi2-xAlCr2的準二元系系列試驗合金,研究了AlCr2含量對MoSi2微觀結構及其力學和抗氧化性能的影響,得出如下幾點結論:
1.采用熱壓燒結法制
3、備的以MoSi2為基的MoSi2-AlCr2準二元系合金,主要物相為MoSi2和Mo(Si,Al)2,試驗合金材料的相結構隨著MoSi2中AlCr2含量的增加由C11b型MoSi2逐漸向C40型Mo(Si,Al)2轉化,由于試樣中未發(fā)現(xiàn)有游離的單質元素Cr存在,故基于同類合金元素互易原理,本文認為試驗合金中C40型的Mo(Si,Al)2應該是C40型(Mo,Cr)(Si,Al)2。
2.隨AlCr2摩爾含量的增加,試驗合金
4、不僅平均晶粒細小,而且組織均勻致密,沒有明顯的氣孔和缺陷。
3.隨AlCr2摩爾含量的增加,材料的顯微硬度和致密度表現(xiàn)出先降低后增加的趨勢。30at%AlCr2-MoSi2準二元系合金具有最佳的綜合性能,其顯微硬度和致密度分別為1100HV和97%。
4.在500℃氧化時,熱壓燒結法制備的純MoSi2氧化100h未發(fā)生所謂的“Pesting”現(xiàn)象,具有較好的低溫抗氧化性能。添加與氧親和力強的元素(如Al和Cr
5、元素)有助于提高MoSi2材料的低溫抗氧化性,MoSi2-AlCr2準二元系合金良好的抗氧化能力主要歸因于在其表面生成了連續(xù)致密的Al2O3和Cr2O3保護膜,阻止了氧化的進一步發(fā)生。
5.純MoSi2材料氧化動力學曲線符合拋物線規(guī)律,而添加AlCr2的MoSi2-AlCr2準二元系合金在20~100h階段,氧化動力學曲線基本上呈水平直線型。氧化100h后,純MoSi2試樣和添加10at%AlCr2的MoSi2-AlCr2
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