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连续SiC纤维增强Ti2AlNb基复合材料(SiCf/Ti2AlNb)在航空动力系统的高温构件中有着巨大的应用潜力。目前采用基体涂层法制备SiCf/Ti2AlNb复合材料,并分析其微观组织、界面反应和力学性能的研究还鲜有报道。本文采用磁控溅射物理气相沉积和热等静压成型工艺制备了SiCf/Ti2AlNb复合材料,探索了成型工艺、基体合金原始组织和扩散障涂层对复合材料界面反应形成的作用机理,揭示了界面反应层对复合材料轴向拉伸性能的影响规律。SiCf/Ti2AlNb复合材料的热等静压成型温度对材料的致密化程度、基体的微观组织、界面反应层厚度和残余应力等均有重要的影响。调控热等静压成型温度是复合材料获取优异的室温轴向抗拉强度的重要手段。在950℃/150 MPa/2 h的热等静压工艺条件下制备得到了完全致密且界面反应层厚度适宜的SiCf/Ti2AlNb复合材料,其室温轴向抗拉强度为1515 MPa。研究了磁控溅射物理气相沉积过程中的基片偏压工艺对PVD-Ti2AlNb合金涂层的沉积率、相组成、晶粒度、成分组元、表面形貌、应力状态、硬度和韧性等物理与微观力学性能的影响。研究表明高偏压工艺会诱导Nb元素在晶界偏析,促使Ti2AlNb涂层非晶化,形成富Nb非晶壳包裹Ti2AlNb纳米晶核的均匀纳米晶-非晶双相纳米结构。这种结构有利于涂层兼具高硬度和良好的韧性。研究了基体合金的原始组织结构对SiCf/Ti复合材料的基体微观组织、界面反应层和室温轴向抗拉强度的影响。研究表明界面反应层的形成是由C元素向基体扩散,经历反应控制主导和扩散控制主导的两个过程后,形成反应产物的过程。细小的晶粒尺寸和较多含量的β/B2相会使C原子具有更多的晶界扩散路径和更高的扩散速率,从而促进反应产物的形成,使复合材料具有较厚的反应层。在适当范围内较强的界面结合强度可增加裂纹的扩展路径,这有利于提高复合材料的室温轴向抗拉强度。研究了以C涂层和C/B4C复合涂层作为扩散障涂层的SiCf/C/Ti2AlNb和SiCf/C/B4C/Ti2AlNb复合材料的界面反应和室温轴向拉伸性能。研究表明SiCf/C/Ti2AlNb的界面反应产物序列为:不同尺寸的TiC和粗晶(Ti,Nb)C+AlNb3;SiCf/C/B4C/Ti2AlNb的界面反应产物序列为:细晶TiB2+TiC、针状(Ti,Nb)B2/NbB+(Ti,Nb)C和粗晶(Ti,Nb)C+AlNb2。在相同的成型条件下,反应产物特征使SiCf/C/B4C/Ti2AlNb的界面反应层更厚。当SiCf/C/B4C/Ti2AlNb中的热解碳层与含有非晶单质硼的多晶B4C层发生界面脱粘时,界面反应层较薄的SiCf/C/Ti2AlNb比SiCf/C/B4C/Ti2AlNb具有更高的界面结合强度,其室温拉伸断口表现出更明显的纤维脱粘与小台阶状断裂,这使得SiCf/C/Ti2AlNb复合材料的室温轴向抗拉强度更高。