SiC-ZrO-,2--MoSi-,2-復(fù)合陶瓷性能與殘余熱應(yīng)力研究.pdf

1、MoSi2作為室溫摩擦材料和高溫結(jié)構(gòu)材料在航空和汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但由于其室溫韌性較差以及高溫強(qiáng)度低等原始缺陷阻礙了MoSi2的實(shí)用化。目前，MoSi2的室溫增韌與高溫補(bǔ)強(qiáng)是其研究的熱點(diǎn)，且改善室溫磨損性能、高溫機(jī)械強(qiáng)度及提高使用溫度也是其改性研究的主要方向。本研究的前期成果證明了通過第二相納米顆粒、晶須產(chǎn)生的協(xié)同復(fù)合效應(yīng)是改性MoSi2的有效途徑。 本研究通過對前期熱壓燒結(jié)制得的SiC(P)/ZrO2 -MoSi2納米復(fù)

2、合陶瓷材料和SiC(W)/ZrO2 -MoSi2復(fù)合陶瓷材料分別進(jìn)行室溫磨損性能研究、抗熱震性能研究以及采用密柵云紋干涉法的高溫性能研究，探討第二相SiC顆粒、晶須和ZrO2顆粒對MoSi2的室溫磨損性能、抗熱震性能以及高溫性能的影響效果及影響機(jī)理，并摸索出一種適用于陶瓷材料的全新測試手段－密柵云紋干涉法。此外，本研究還利用X射線衍射研究了SiC(P)/ZrO2 -MoSi2納米復(fù)合陶瓷材料和SiC(W)/ZrO2 -MoSi2復(fù)合陶瓷

3、材料的微觀應(yīng)變與晶粒尺寸以及其變化趨勢，最后采用ANSYS初步計(jì)算了復(fù)合陶瓷的殘余熱應(yīng)力。 研究表明，第二相SiC顆粒、晶須和ZrO2的加入能明顯提高M(jìn)oSi2的室溫耐磨性，SiC顆粒、晶須使復(fù)合陶瓷的磨損特征傾向于以磨粒磨損為主而ZrO2顆粒則使磨損特征傾向以粘著磨損為主；SiC/ZrO2 -MoSi2復(fù)合陶瓷的抗熱震性能優(yōu)于純MoSi2，在熱震溫差較小時(shí)（100℃～300℃），SiC顆粒與ZrO2顆粒對MoSi2抗熱震性能的

4、影響相當(dāng)，但在較大時(shí)（400℃～600℃）ZrO2/MoSi2復(fù)合陶瓷的抗熱震性能要優(yōu)于SiC(p)/ MoSi2復(fù)合陶瓷，同等ZrO2含量下納米SiC顆粒提高M(jìn)oSi2抗熱震性能的效果略優(yōu)于SiC晶須；密柵云紋干涉法對陶瓷材料具有適用性，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：第二相SiC顆粒、晶須和ZrO2顆粒的加入能提高M(jìn)oSi2的高溫?cái)嗔秧g度，SiC顆粒的加入和含量的增大導(dǎo)致復(fù)合陶瓷的熱膨脹系數(shù)先降低后增大，而ZrO2顆粒則會引起復(fù)合陶瓷熱膨脹系數(shù)的增