本文通过理论分析计算、Mo₂C-Si扩散偶实验、MoSi₂-SiC复合材料固态置换反应原位制备研究以及MoSi₂-SiC复合材料组织性能测试分析，获得了以下成果： 1．Mo-Si-C三元系稳定性化学势相图是定量分析Mo₂C-Si固态置换反应反应路径的重要手段。利用Mo-Si-C三元系在1200℃和1600℃下的平衡相图和Mo-Si-C三元系已有的物质热力学数据，根据最小自由能原理和向下凸曲面性质推导出估算三元系和二元系金属间化合物热力学数据的判断式，并以Mo-Si-C三元系为例，估算了三元相T（Mo₅Si₃C）的1200℃和1600℃下Gibbs生成自由能，分别为-883.1±8.2KJ/mol和-1112.7±10.8KJ/mol，此数据属首次报道。 2．利用Mo-Si-C三元系在1200℃和1600℃温度下的平衡相图和Mo-Si-C三元系中已知的物质相热力学数据以及估算的三元系中三元相Mo₅Si₃C的Gibbs生成自由能，同时利用稳定相平衡条件，对Mo-Si-C三元系处于平衡状态时各组元的化学势进行了计算，得出了Mo-Si-C三元系在1200℃和1600℃温度下各组元的稳定化学势。由各组元的稳定化学势作出化学势稳定性相图。该相图结合平衡相图和热力学、物料平衡、动力学原则，可以作为分析和判断固态置换反应原位合成MoSi₂-SiC复合材料反应路径的理论依据之一，并从理论上分析了固态置换反应原位合成MoSi₂-SiC复合材料可能的反应路径。热力学数据估算原理和稳定性相图的计算思路完全可以应用于其它化学计量比相体系。 3．通过建立界面扰动模型，推导了三元固态置换反应系界面稳定性的化学势梯度判据。结果表明：如果扰动微区前沿速率控制元素的化学势梯度升高小于20.7％，平面界面稳定长大，将形成层状结构；若大于20.7％，平面界面不稳定长大，将形成束集型结构。在线性假设条件下，利用此判据进行的理论分析与实验结果吻合。 4．实验数据分析和理论计算表明，本文提出的“速率控制元素非平行扩散模型”可以很好地解释Mo₂C-Si固态置换反应的微观界面结构。利用模型进行的1200℃，Mo₂C-Si扩散偶Mo₄Si₃/T相界面的分析计算，为反应路径的细致分析奠定了坚实基础，这也是该理论模型应用于实际束集型结构分析的引人注目之处。 5．界面稳定性分析指出，本文第六章图6．8所示Mo₂C-Si固态置换反应最有可能形成的层片型结构并不稳定。因此，在1200℃通过固态置换反应原位制备的MoSi₂-SiC复合材料的微观组织不可能是内联型组织（Interpenetrating structure）。昆明理工大学博士学位论文2002.5摘要6.初步发现了一种新的固态置换反应形貌结构:螺旋共生束集型结构。根据生成相的“螺旋 共生”特点，本文认为这种新的形貌结构可能是Sp汕刃al分解连续型相变的结果。螺旋共 生束集型结构的发现为手性“复合”材料的制备提供了新的思路。7.精致界面模型分析指出，平行束集状SIC的生长属于非平衡系统的自组织现象，固态置换 反应界面模型的严密分析还需要引入非平衡态热力学的概念方法。而本文提出的“速率控 制元素非平行扩散模型”仅仅是完成了界面结构唯象意义的定量分析，固态置换反应复杂 的非线性机制有待进一步的探讨。8.对制备入勿siz-Sic复合材料的热力学因素幽于的分析表明:以N[o ZC粉、si粉和石墨粉为起 始反应物，所设计的四个固态置换反应根据自由能变化均可以进行;并且复合材料的各组 劫拼目的相对含量可以通过反应起始物的加入量进行调控。9.相分析及组织观察表明:通过固态置换反应成劝地啼咯出MOSiz-S祀复合材料，并且所设计 的四种复合材料的力学性能七匕沌N仍s几有较大提高。