MoSi2-RSiC復合材料的PIP-AAMI制備工藝及性能研究.pdf

1、再結晶碳化硅(RSiC)材料具有優(yōu)異的高溫力學、抗蠕變、耐腐蝕、導熱等性能，且1400℃以上的強度比室溫強度增加20～30％，同時其體積電阻率在10-2～102Ω·cm之間可調，是一種典型的功能結構一體化材料。但RSiC的三維連通孔結構和較高的開口氣孔率降低了材料的力學和高溫抗氧化性能，縮短了使用壽命。二硅化鉬(MoSi2)材料具有熔點高，密度適中，熱膨脹系數(shù)較低，電熱傳導性良好，高溫抗氧化性能優(yōu)異等優(yōu)點。但其低溫脆性大，高溫抗蠕變性較

2、差，限制其在某些工況條件下的應用。
　　 本論文以RSiC為基體，通過酚醛樹脂(PF）浸漬-裂解(PIP)和MoSi2-Si-X(X=Ti、Cr、Al)合金活化熔滲(AAMI)復合工藝將RSiC和MoSi2材料的優(yōu)異性能有機結合，制備高溫抗氧化和力學性能優(yōu)異、電熱性能可調控的功能結構一體化MoSi2-RSiC復合材料。主要研究了PIP工藝中前驅體濃度對RSiC基體結構及熔滲后MoSi2-RSiC復合材料組成、力學和導電性能的影響

3、;AAMI工藝中熔滲相的組成、熔滲溫度對MoSi2-RSiC復合材料力學、高溫抗氧化和導電性能的影響，并探討了復合材料的高溫抗氧化和導電機理。結論如下:
　　 (1)采用PIP-AAMI復合工藝可獲得具有三維互穿網(wǎng)絡結構的致密MoSi2-RSiC復合材料。其中1900℃熔滲所得復合材料比1800℃熔滲所得復合材料具有更高的體積密度和更低的開口氣孔率;1900℃熔滲MoSi2-Si-Ti、MoSi2-Si-Cr體系所得復合材料的力

4、學性能優(yōu)于1800℃熔滲所得復合材料，而MoSi2-Si-Al體系實驗結果則相反，1800℃熔滲MoSi2-Si-Al所得復合材料的抗彎度為171.40MPa，比基體RSiC材料提高了107.63％，而1900℃熔滲該體系所得復合材料的體積電阻率為2.90mΩ·Cm，顯著低于RSiC材料;相同溫度下熔滲MoSi2-Si-Al的復合材料比熔滲MoSi2-Si-Ti和MoSi2-Si-Cr的復合材料體積電阻率小1～2個數(shù)量級;
　　

5、 (2) PF浸漬-裂解-1900℃熔滲MoSi2-Si-Ti所得復合材料在1500℃循環(huán)氧化100h的氧化產(chǎn)物為SiO2和TiO2，部分不定型SiO2隨著氧化時間的延長轉變成方石英相SiO2。RSiC、MoSi2和MoSi2-RSiC復合材料單位面積氧化增重與氧化時間的關系均遵循拋物線規(guī)律。PF浸漬-裂解-MoSi2-Si-Ti活化熔滲所得復合材料的氧化速率常數(shù)(0.05mg2·cm-4·h-1)小于RSiC(0.55mg2·cm4·