sictial界面固相反应的研究

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1、SiC／Ti．AI界面固相反应的研究摘要SiC／金属界面固相反应是sic在高温结构陶瓷、金属基复合材料等领域内应用所要解决的一个关键性问题。本研究针对SiC／Ti．AI(TiAl、Ti3AI)平面界面偶，对sic／Ti．Al晃面固相反应展开全面深入的研究工作，有助于今后在此基础上探讨有效抑制SiC／Ti．A1界面圃相反应，改善SiC／Tt．Al界面结构和性能的方法，为SiC增强Ti．Al基复合材料及SiC／Ti．A1基合金高温复合构件的研究开发奠定基础。对SiC／Ti、SiC／Ti．AI界面偶进行不同温度、不同时间的等温处理，利用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱仪(ED

2、S)、x射线衍射仪(XRD)等分析仪器研究了sic／Ti、SiC／Ti．Al界面固相反应层的形貌、成分分布、微结构、相组成等，以及热处理温度、时间对它们的影响。对SiC／Ti、SiC／Ti．AI界面固相反应过程进行了热力学分析，并对热处理过程中反应层成长的动力学特征进行了初步探讨。研究表明，SiC／Ti界面固相反应形成Ti5Si3C。和TiC。经1100℃X5h热处理，试样的反应区厚度约为150斗m，反应层呈现均匀连续的结构，两种反应产物相均匀地分布于整个反应层中，未发生分层现象。对反应产物的形成进行了热力学分析，并建立了SiC，Ti界面固相反应模型。SiC汀iAt界面圃

3、相反应形成TiAl2、TiC和TisSi3C。。经1050℃x10h热处理，试样的反应层厚度为6“m，结构为TiC，(Ti5Si3C。+TiC)／TiAl2(从SiC侧到TiAl侧)。SiC／Ti3AI界面固相反应形成Ti2AI、TiC和Ti5Si3C。。经1050．cxlOh热处理，试样的反应层厚度为8“m，结构为TiC／(Ti5Si3C。+TiC)／Ti2Al(从SiC侧到Ti3Al侧)。对反应产物的形成进行了热力学分析，并建立了SiC／Ti．AI界面固相反应模型。在SiC／Ti．A1界面固相反应中优先形成Tic和Ti5Si3C，。初步探讨了SiC／Ti．A1界面固相

4、反应层生长的动力学特征，建立了反应层生长的动力学方程。研究表明，SiC／Ti．A1界面固相反应遵守抛物线型的反应动力学机制，反应动力学方程分别为：TiAl：K=8．47X10一exp(．322X103／RT)，m2／sTi3AI：K=I．97×10～exp(．259×103／RT)，m2／s。关键词：SiC，Ti．A1金属间化合物(TiAl，Ti3AI)，平面界面反应偶，界面固相反应，反应机制ⅣTheInterfacialSolidStateReactionsoftheSiC／Ti-AISystemsAbstraetinterfacialsolidstatereactio

5、nbetweenSiCandmetalsisoneoftheacuteproblems，whenSiCisusedinfabricatingforhigh·temperaturestructuralceramicsandmetalmatrixcomposites．etc．Inthisstudy,粕all·aroundcomprehensiveresearchaimmingatSiC／Ti—AI(TiAI，Ti3A1)plane-interfacereactionwasdonetorevealthephenomenaandregularitiesoftheSiC／Ti-AI

6、(TiAI．Ti3A1)plane·interfacesolidstatereations，whicharetheessentialpointsduringfabricatingtheSiCreinforcedTi—AlmatrixcompositesandtheSiC／Ti-A1alloyhigh-temprecturecomponents．AftertheSiC，TiandSiC／Ti—AIplane-interfacecouplestreatingatdifferenttemperaturesandtimes，thereactionzonesweredetected

7、usingscanningelectronmieroseope(SEM)，energydispersespectroscopyanalyzer(EDS)andX-raydiffractionanalyzer(XRD)．Thestudiesweremainlyfocusedonthemorphologies，themicrostructures．andtheelementaldistributionsofthereactionzone．Theeffectsoftheheattreatmentonthemwerealsostudi