多孔MoSi-,2--TiC陶瓷基復(fù)合材料的研究.pdf

1、本文利用MoSi2高溫蠕變的特性作為高溫粘結(jié)劑，添加到TiC陶瓷粉末中，制各出有較低熱膨脹系數(shù)的MoSi2-TiC陶瓷基復(fù)合材料；通過(guò)添加少量鋁金屬粉末，使Al-MoSi2-TiC陶瓷基復(fù)合材料的力學(xué)性能明顯提高；在此基礎(chǔ)上，采用碳酸氫銨為造孔劑制備出多孔Al-MoSi2-TiC陶瓷基復(fù)合材料；探討了組成，性能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以及添加碳纖維(瀝青基和聚丙烯腈基)對(duì)復(fù)合材料性能的影響。采用分析天平、差熱儀(DTA)、熱膨脹儀(TED)、壓力

2、機(jī)、掃描電鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)等儀器，測(cè)試了陶瓷基復(fù)合材料的容重、孔隙率、晶相、熱膨脹系數(shù)、力學(xué)性能和顯微結(jié)構(gòu)形貌。 結(jié)果表明：MoSi2明顯降低TiC陶瓷基復(fù)合材料的燒結(jié)溫度，復(fù)合材料的相對(duì)密度、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為76～84.7﹪、10～55MPa、20～52MPa；當(dāng)TiC為65wt﹪時(shí)有最大值，分別為84.7﹪、55MPa和52MPa；熱膨脹系數(shù)為4.64～5.81×10-6K-1，在TiC為60w

3、t﹪時(shí)，有最低的熱膨脹系數(shù)4.64×10-6K-1。 XRD衍射分析表明，燒結(jié)過(guò)程中TiC與MoSi2及C粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，MoSi2-TiC復(fù)合材料中除TiC外，還有Mo2C、Ti0.98Mo0.02C、Ti3SiC2和Mo5Si3新晶相產(chǎn)生。Al-MoSi2-TiC陶瓷基復(fù)合材料的相對(duì)密度、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為86～92.7﹪、50～90MPa、50～180MPa。當(dāng)Al為3.5wt﹪時(shí)有最大值，分別為92.7﹪、90MP

4、a和180MPa；熱膨脹系數(shù)在6.3～7.8×10-6K-1之間。在Al-MoSi2-TiC陶瓷基復(fù)合材料中添加碳纖維(瀝青基和聚丙烯腈基)后，材料的力學(xué)性能明顯降低；碳纖維與基體顆粒之間不潤(rùn)濕，沒(méi)有形成化學(xué)鍵合是其力學(xué)性能降低的主要原因。多孔Al-MoSi2-TiC陶瓷基復(fù)合材料的孔隙率隨造孔劑含量增多而增大，并呈線性關(guān)系，孔隙率在34～70vol﹪；抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和熱膨脹系數(shù)隨孔隙率的增大而線性減小；多孔Cfiber-MoSi2