熔滲溫度和熔滲相組成對三維互穿網絡結構(Mo,Ti)Six-RSiC復合材料組成、微觀結構、力學和熱學性能的影響

作者：高朋召,袁錚,郭文明,劉小磐,謝志勇,許濤,肖漢寧

摘要：以RSiC為基體,通過MoSi2-Si-Ti合金活化熔滲(AMMI)工藝來制備三維互穿網絡結構的(Mo,Ti)Six-RSiC復合材料。采用XRD、SEM、力學性能、熱膨脹測試等方法研究了熔滲溫度和熔滲相組成對復合材料組成、微觀結構,力學和熱膨脹系數等性能的影響。結果表明:采用AAMI法可獲得具有三維互穿網絡結構的(Mo,Ti)XSi2-RSiC復合材料,材料的組成主要為SiC、Si、TiSi2和(Mo0.2Ti0.8)Si2;隨預熔配方中MoSi2含量和熔滲溫度的增加,復合材料的室溫力學性能均先增大后減小,采用MoSiTi-2配方1700℃熔滲所得復合材料的力學性能最佳,其彎曲強度、彈性模量和斷裂韌性分別為136.8MPa、217.3GPa和2.45MPa·m^1/2,相比基體分別提高約44%,158%和75%;MoSiTi-2-S2.6-1700在1200℃的熱膨脹系數約為4.51×10^-6℃^-1,且基體密度對復合材料CTE的影響高于熔滲相組成;隨溫度升高,復合材料的彎曲強度增加,1400℃時,其彎曲強度為189.4MPa,比室溫提高了約38%;隨氧化時間增加,MoSiTi-2-S2.6-1700的室溫力學性能先增加后降低,氧化60h時,材料的彎曲強度和彈性模量達到最大,分別為146.8MPa和212.08GPa,與未氧化試樣相比提高了約16.2%和51.7%,即使氧化100h,材料的力學性能仍高于初始值。

發文機構：湖南大學材料科學與工程學院 合肥水泥研究設計院有限公司

關鍵詞：(MoTi)Six-RSiC復合材料三維互穿網絡結構微觀結構力學性能熱膨脹系數(MoTi)-RSIC composite3D interpenetrating network structuremicrostructuremechanical propertiesthermal expansion coefficient

分類號： TQ174.75[化學工程—陶瓷工業][化學工程—硅酸鹽工業]