【摘 要】
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MoAlB具有优异的力学性能和高温抗氧化性,有望作为结构件而应用于高温环境中。为了进一步提高MoAlB的力学性能表现和高温抗氧化能力,通过向MoAlB中添加SiC颗粒合成SiC/MoAlB复合材料,实现第二相颗粒强化的目的。此外,引入的SiC颗粒能提高基体的高温抗氧化性。本论文利用热压烧结方法合成了SiC/MoAlB复合材料,研究了SiC含量和热压温度对复合材料性能的影响。测定了复合材料的致密度、
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MoAlB具有优异的力学性能和高温抗氧化性,有望作为结构件而应用于高温环境中。为了进一步提高MoAlB的力学性能表现和高温抗氧化能力,通过向MoAlB中添加SiC颗粒合成SiC/MoAlB复合材料,实现第二相颗粒强化的目的。此外,引入的SiC颗粒能提高基体的高温抗氧化性。本论文利用热压烧结方法合成了SiC/MoAlB复合材料,研究了SiC含量和热压温度对复合材料性能的影响。测定了复合材料的致密度、弯曲强度、维氏硬度和高温抗氧化性,并进一步研究了SiC/MoAlB复合材料的裂纹自愈合行为。实验结果表明:(1)在1200°C、25 MPa压力、保温保压1h、Ar气氛保护下,制备了5-15 vol.%SiC/MoAlB复合材料。SiC颗粒在MoAlB基体内分布均匀,在烧结温度无界面反应发生。所制备的复合材料,随着SiC含量增加,复合材料致密度降低,导致力学性能下降。其中5 vol.%SiC/MoAlB复合材料的致密度为92.6%,弯曲强度和维氏硬度分别达到380 MPa和12.67 GPa,均高于MoAlB的307 MPa和8.4 GPa。(2)5 vol.%SiC/MoAlB复合材料在1200~1400°C的氧化增重与MoAlB较为接近,但氧化层厚度明显低于MoAlB,主要是在复合材料表面形成了Al2O3和Si O2氧化层,抑制了Mo O3或B2O3的挥发。氧化实验的结果表明复合材料的高温抗氧化性能得到了提高。(3)5 vol.%SiC/MoAlB复合材料在高温下具有一定的裂纹自愈合能力。在1200°C愈合4 h后,其强度从残余强度87 MPa恢复到了260 MPa,达到初始强度(380 MPa)的68%。其裂纹愈合机制是,在高温下部分元素被诱导氧化形成氧化物(Al2O3和Si O2)填充裂纹。但SiC颗粒的引入,使氧化物的形成速度变慢,需要长时间才能填充裂纹。
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