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1、原位反应热压烧结复合材料高温抗氧化性能的研究,,康鹏超武高辉尹钟大,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨侧为、,。摘要利用和元素粉末通过机械合金化和原位反应热压烧结的方法制备,。了复合材料对其进行了高温抗氧化性能的测试分析结果表明口复合,的体积分数含量不超过的材料具有均匀的平衡相组织复合材料均具有。优异的高温抗氧化性能和较好的抗循环氧化性能关键词原位反应基复合材料机械合金化高温杭氧化性能引言,,。近年来
2、随着航空航天科技的不断发展对材料提出了愈来愈高的要求要求航天器的构件结构材料具,,有更高的比强度和比模量对航空航天器的动力系统也提出了更高的要求即要求有更高效率的涡轮发动,,。。机以提高发动机的推重比增加有效载荷提高发动机效率的主要途径是提高涡轮进气口的温度,,,目前的涡轮发动机叶片主要由基合金制成由于材料的本身的限制不仅进气温度无法提高而且还,。,需要庞大的冷却系统由于材料具有比基合金低的密度梦在℃具有极佳的高,一,、【’】日本等国温抗氧化性能因而成为一种很有希望的用于
3、制造高性能航空涡轮发动机叶片的材料美国一。,吕〕基在这方面进行了大量的研究材料被认为是继基合金和合金以及结构陶瓷之后出现的。极具竞争力的高温结构材料,,,,要作为高温结构材料必须经过复合化但复合化以后常常会造成抗氧化能力下降的问题因此。。一一,限制了它的实际应用本文在体系中各种可能的化合物的热力学研究的基础上利用机械合金,,化法制备口先驱粉体再通过热压反应烧结制备复合材料并对复合材料的抗氧。化性能和抗热冲击性能进行了研究材料及试验方法。、
4、,,,,,采用和的元素粉末按复合材料中体积分数分别为巧进行混粉及机,以℃。械合金化经原位反应热压烧结制备口复合材料,。相分析采用的旋转阳极射线衍射仪,,氧化试验采用的试样试验在箱式炉中进行循环氧化性能试验采用在指定温度,。。保温取出空冷为次循环采用电子天平称量质量。一氧化后的试样表面相貌采用仃的场发射扫描电镜试验结果及分析复合分析材料的。,图给出了机械合金化的
5、粉体经℃反应热压烧结后的图谱从图中可以看出粉体在,一一相的,和℃反应热压烧结后可获得只有和平衡组织未检测到等过渡相存在,。这将有利于复合材料最终获得良好的性能口一一·尸侧衡年麟‘“夕图粉体在以〕℃反应热压烧结的分析高温等温氧化。,图给出了的体积分数不同的复合材料在℃等温氧化的质量变化曲线由图可以看出氧,,,化初期质量增重较快后由于产生了致密的
6、保护层氧化过程进人保护性氧化阶段但其氧化动力学曲线。不完全遵循抛物线规律卜心卜,,‘一日一叫卜一蕊一日刊卜!尽似喇阅一护尹月口口、,一一氧一化时间几图口复合材料℃等温氧化质量变化曲线。,复合材料中的氧化增重率随体积分数的增加而略有增加除以外复合材料均有很优异的,·。高温抗氧化性能氧化增重率最大的材料在℃氧化后的增重率仅为梦扩,,图是体
7、积分数为的复合材料在℃氧化后的表面形貌可以看出材料表面的抗氧化保,。护层均匀致密无裂纹存在图体积分数为巧的复合材料在℃氧化后的表面形貌高温循环权化。,图给出了复合材料℃循环氧化的质量变化曲线由图可以看出材料的高温循环氧化的增,,。重率明显高于等温氧化尤其是循环氧化初期增重率比等温氧化大约提高一个数量级这是由于从高温急,,,。速冷却时材料表面受到拉应力使材料的表面裂纹扩展给氧提供了进人基体的通道使氧化加剧但经过,,。,一段时间的高温氧化后随着
8、裂纹表面保护层的生成氧化速率趋于平缓由图可以看出的体的。积分数小于复合材料均具有较好的抗循环氧化的性能八月呀,‘八滩一卜”石,‘卜声、浮椒训健蕊任一,‘尸一闷,‘!心卜!循环次数图口复合材料℃循环氧化质量变化曲线结论、,。通
