Si含量对Mo-Si-La2O3合金的微观组织、力学性能以及抗氧化性能影响

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本研究采用机械合金化(MA)与放电等离子烧结技术(SPS)制备了0.9wt%氧化镧(La2O3)掺杂的Mo-8Si-8.5B,Mo-12Si-8.5B以及Mo-16Si-8.5B合金。研究了不同Si含量的Mo-Si-B-La2O3合金的微观组织、室温力学性能以及高温抗氧化性能。分析了Si含量对Mo-Si-B-La2O3合金组织及性能的影响,并探讨了Mo-Si-B合金的室温力学行为以及高温抗氧化机制。  研究表明,机械合金化技术不仅可以细化Mo-Si-B合金粉体,还可以获得非晶与纳米晶的混合粉体。烧结后的Mo-Si-B合金均具有较为细小的晶粒尺寸(~200nm),纳米尺度的氧化镧颗粒弥散分布于合金内部。同时,由于氧化镧在烧结过程中的团聚,合金中存在着少量尺寸较大的氧化镧颗粒。随着Si含量的增加,合金中的金属间化合物相的体积分数明显增加。合金的组织结构也发生变化,在Mo-8Si-8.5B与Mo-12Si-8.5B合金中,金属间化合物弥散分布于连续的α-Mo相基体上,而在Mo-16Si-8.5B合金中,α-Mo相以颗粒状分布于连续的金属间化合物基体中。  Mo-Si-B-La2O3合金在室温下的力学性能测试结果表明,随着Si含量的增加,合金的硬度发生了明显的提高,然而合金的室温抗压强度值、弯曲强度值以及断裂韧性值均有所下降。通过对断口的观察表明,合金的断裂模式主要为沿晶断裂,同时存在部分区域的穿晶断裂。  不同Si含量的Mo-Si-B-La2O3合金在髙温氧化过程中均分为快速氧化阶段以及稳定氧化阶段两个阶段。Si含量的提髙会降低合金在高温下氧化30h后的失重率,使合金表面覆盖更为连续的硼硅玻璃相保护层,从而提高氧化镧掺杂Mo-Si-B合金的高温抗氧化性能。
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