【摘 要】
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MoAlB具有较好的力学性能和高温抗氧化性,它有望成为高温构件的优选材料。为进一步提高MoAlB的力学性能,引入Si元素形成MoAl（Si）B固溶体,达到固溶强化的目的;另外,固溶的Si元素
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MoAlB具有较好的力学性能和高温抗氧化性,它有望成为高温构件的优选材料。为进一步提高MoAlB的力学性能,引入Si元素形成MoAl（Si）B固溶体,达到固溶强化的目的;另外,固溶的Si元素,可提高基体的抗氧化性和裂纹自愈合能力。本研究首次制备了MoAl（Si）B固溶体材料。研究了不同原料粉、原料粉配比、烧结温度、保温时间等因素对固溶体纯度以及Si固溶量的影响。测定了固溶体的维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度;对比研究了MoAlB和MoAl（Si）B固溶体的高温抗氧化性和裂纹自愈合行为。研究结果显示:（1）通过将Mo B粉、Al粉、Si粉和Mo粉、Al粉、B粉、Si粉分别按照1:1.3:0.1和1:1.3:1:0.1的摩尔比混合后,在1200°C、25 MPa压力、Ar气氛下保温保压1 h,可合成纯度较高的MoAl（Si）B固溶体。通过扫描电子显微镜和能谱分析,计算出Si的固溶量为0.91 at%,对应的固溶体分子式为MoAl0.97Si0.03B。（2）实验测定了MoAl0.97Si0.03B固溶体的维氏硬度和抗弯强度分别为14.89GPa和抗弯强度为385 MPa,高于MoAlB的8.41 GPa和306.8 MPa。但固溶体的断裂韧性为4.77 MPa.m1/2,接近于MoAlB的4.91 MPa.m1/2。（3）MoAl0.97Si0.03B固溶体在1200-1400°C的温度范围内氧化10 h的增重低于MoAlB,氧化层厚度也小于MoAlB,表明其优异的抗氧化性能。（4）MoAl0.97Si0.03B固溶体展示优异的裂纹自愈合能力。引入裂纹的样品在1200°C下愈合1 h后,强度达到了390 MPa,略微超过了材料的初始强度385 MPa。裂纹愈合机制是高温形成的Al2O3和Si O2填充裂纹。
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