基体密度对MoSi2-RSiC复合材料组成、微观结构和性能的影响

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qdgong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
以再结晶碳化硅(RSiC)为基体,利用其特殊的三维连通孔结构,通过MoSi2高温熔渗法来制备具有三维互穿网络结构的MoSi2-RSiC复合材料,可将RSiC优异的高温力学、抗蠕变、导热等性能与MoSi2优异的导电、导热和高温抗氧化能力有机结合起来,该类材料预期在航空航天用高温结构材料和工业用高温热源材料领域具有广泛的应用前景。前期的研究表明,RSiC基体的密度对复合材料的组成、微观结构和性能具有重要的影响。为此,本论文首先研究了密度对RSiC基体微观结构、力学、导电、导热等性能的影响,并探讨了相关的电热传输机理;在此基础上,以不同密度的RSiC为基体,分别采用MoSi2直接熔渗工艺(MI)、聚碳硅烷(PCS)浸渍-裂解(PIP)-MoSi2高温熔渗复合工艺、酚醛树脂(PF)浸渍-裂解(PIP)-MoSi2高温熔渗复合工艺,PF-PIP-MoSi2-Si-Ti合金活化熔渗(AAMI)复合工艺来制备MoSi2-RSiC复合材料。系统研究了基体密度对复合材料的显微结构、力学性能、导电导热等性能的影响。所得主要结论如下:(1)随基体密度增加,RSiC气孔率和平均孔径尺寸下降,室温抗弯强度和弹性模量增加,密度为2.6 g×cm-3的RSiC抗弯强度和弹性模量分别为95.1 MPa和84.2 GPa,其断裂方式为脆性断裂;随着RSiC密度的增加,其热膨胀系数略有增加,导热系数增加,体积电阻率下降;随测量温度增加,其导热系数减小,密度2.6 g×cm-3的RSiC导热系数从室温的的173.7 W/(m·K)-1下降到1300℃的22.2W/(m·K)-1,室温体积电阻率为4.8Ω·cm;(2)利用直接熔渗工艺于2050℃条件下,保温60min制备了具有三维互穿网络结构的MoSi2-RSiC复合材料,复合材料的主要组成为SiC和MoSi2,且含有少量的Mo5Si3和Mo4.8Si3C0.6;随基体密度增加,复合材料的气孔率下降,室温力学性能和弹性模量的增加,密度2.6 g×cm-3基体对应复合材料的抗弯强度和弹性模量最高,分别为108.7MPa和173.2 GPa,材料的断裂行为呈典型的脆性断裂;与RSiC基体相比,复合材料的体积电阻率显著下降,密度2.6 g×cm-3基体所对应的复合材料的体积电阻率为60.9 mΩ·cm。拓扑法所得电阻率数据与实验值接近,变化趋势一致。(3)以RSiC为基体,采用PCS-PIP-MI复合工艺、PF-PIP-MI复合工艺等制得具有三维互穿网络结构的MoSi2-RSiC复合材料,复合材料的主要组成为MoSi2与SiC,以及少量的Mo5Si3和Mo4.8Si3C0.6相;与直接熔渗法相比,这两种工艺所得复合材料的界面结合性得到明显改善,力学性能提高较显著。密度为2.3g×cm-3的基体,采用PF-PIP-高温熔渗复合工艺所得复合材料的室温抗弯强度和弹性模量分别为127.1 MPa和128.9 GPa;与基体相比,复合材料的体积电阻率显著降低,随基体密度的增加,复合材料的体积电阻率增加。密度为2.30 g×cm-3的基体,采用PCS-PIP-高温熔渗复合工艺时,复合材料的体积电阻率为37.45 mΩ·cm;(4)采用PF-PIP-AAMI复合工艺,在较低的熔渗温度下获得致密度较高且具有三维互穿网络结构MoSi2-RSiC复合材料,复合材料的主要组成为SiC、MoSi2和Ti C;合金粉料中m(MoSi2):m(Ti)m(Si)=48.2:30.3:21.5时,在1900℃保温60 min,所得复合材料的抗弯强度和弹性模量分别为116.7 MPa和157.4 GPa,体积电阻率为158.3 mΩ·cm。
其他文献
铝合金具有密度小、比强度高、成形性好、易于回收利用等优点,因而在国民经济中得到了较为广泛的应用。作为一种Al-Si-Cu系合金,ADC12因其优越的性能而被广泛应用于汽车工业
港口规划是对港口未来发展超前性的计划和安排,其编制是否合理关系到区域土地及海岸线的可持续利用。而对港口规划进行环境影响评价可以从源头上预防和减缓规划实施以后对区域
汽车产业是我国国民经济中的支柱产业。然而在带来巨大经济效益的同时,其产生的污染以及对资源的消耗也是非常可观的。产业集群作为世界汽车产业的普遍发展模式,对我国汽车产业
本文通过对荣华二采区10
期刊
地理排放强度反映了污染物的空间排放特征,是污染物来源分析和区域性环境污染防治的重要参数。现有地理排放强度计算法从区域整体出发,所求排放强度仅为一定范围的平均排放强度。针对这一问题,在现有排放强度概念基础上,推导建立了求任意一点处污染物排放强度的计算模型,分析了模型对区域边界的近似计算方法和实际应用中污染源统计不全面时的处理方法。通过程序化实现了排放强度计算模型的应用:将其编写成VB程序,程序可以实
本文研究了水滑石类复合氧化物的制备、表征和催化碳烟燃烧的活性. 采用共沉淀法合成了系列水滑石前躯体样品,并经不同温度焙烧获得复合氧化物样品.用XRD、BET、FT-IR.和T
在水污染日益严重的今天,地下水等重要水源中常含有过量的锰;由于铁性质与锰相近,铁锰往往同时存在,严重影响其使用价值。一方面,锰的过量摄入对人体有慢性毒害。另一方面,锰和铁异味大,还引起色度。除锰一直是一项重要的研究课题,人们已在这一领域取得不少成果。但锰氧化需要的氧化电位较高,难以完全被氧化分离去除,如何在极短时间内实现锰的高效去除使其符合现代社会的需要,仍是一个急需解决的问题。顺应膜处理这一新兴
达克罗涂层又叫“锌铝铬涂层”,是一种具有高防腐蚀性能的涂层。与电镀锌、电镀铬等传统工艺相比,其安全循环涂覆流程使得涂层的制备实现了“绿色生产”。但是达克罗涂层技术