Al2O3-Ti3SiC2復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、本論文以Ti、Si、炭黑為原料,并引入Al2O3,采用熱壓法制備Al2O3/Ti3SiC2復(fù)合材料。借助XRD、SEM,結(jié)合EDS輔助分析,研究了Ti3SiC2及Al2O3/Ti3SiC2復(fù)合材料相組成、顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和抗氧化性能。研究結(jié)果表明:
　　(1)衍射結(jié)果表明:熱壓制備的純T試樣,氧化前其主相為T(mén)i3SiC2,并伴隨有少量的雜質(zhì)相TiC,氧化后的產(chǎn)物為T(mén)iO2和SiO2;摻有Al2O3微粉的試樣,在氧化前主相為T(mén)i3

2、SiC2和Al2O3,同樣也存在少量的TiC雜質(zhì)相,氧化后的產(chǎn)物除了TiO2和SiO2外,還有Al2O3相,且在1300℃時(shí)開(kāi)始生成耐高溫的Al2TiO5。
　　(2)與純T試樣相比,Al2O3/Ti3SiC2試樣表現(xiàn)出更佳的力學(xué)性能,這歸因于Al2O3引入起到的彌散增強(qiáng)作用及裂紋多次偏轉(zhuǎn)和Al2O3處的扎釘?shù)饶芰课諜C(jī)制的綜合作用。當(dāng)Al2O3引入量為5％和20%時(shí),斷裂韌性和彎曲強(qiáng)度分別達(dá)到最大值5.89 MPa·m1/2和6

3、09 MPa。
　　(3)氧化動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明:各試樣在1100～1300℃下的氧化遵循拋物線規(guī)律。Kp值顯示當(dāng) Al2O3添加量低于20%時(shí),抗氧化性得不到提高。隨著 Al2O3添加量的繼續(xù)增加,良好的抗高溫氧化性能得到呈現(xiàn)。
　　(4)試樣的氧化表面和斷口形貌分析表明:在1200℃下,A20試樣表面的孔洞加速了氧化進(jìn)程,使其氧化性劣于純T試樣的。隨著氧化溫度的繼續(xù)升高,A20試樣氧化層厚度開(kāi)始小于純T試樣的,這歸因于生