SiC-ZrO-,2--MoSi-,2-復合陶瓷性能與殘余熱應力研究.pdf

1、MoSi2作為室溫摩擦材料和高溫結(jié)構(gòu)材料在航空和汽車領(lǐng)域有著廣泛的應用，但由于其室溫韌性較差以及高溫強度低等原始缺陷阻礙了MoSi2的實用化。目前，MoSi2的室溫增韌與高溫補強是其研究的熱點，且改善室溫磨損性能、高溫機械強度及提高使用溫度也是其改性研究的主要方向。本研究的前期成果證明了通過第二相納米顆粒、晶須產(chǎn)生的協(xié)同復合效應是改性MoSi2的有效途徑。 本研究通過對前期熱壓燒結(jié)制得的SiC(P)/ZrO2 -MoSi2納米復

2、合陶瓷材料和SiC(W)/ZrO2 -MoSi2復合陶瓷材料分別進行室溫磨損性能研究、抗熱震性能研究以及采用密柵云紋干涉法的高溫性能研究，探討第二相SiC顆粒、晶須和ZrO2顆粒對MoSi2的室溫磨損性能、抗熱震性能以及高溫性能的影響效果及影響機理，并摸索出一種適用于陶瓷材料的全新測試手段－密柵云紋干涉法。此外，本研究還利用X射線衍射研究了SiC(P)/ZrO2 -MoSi2納米復合陶瓷材料和SiC(W)/ZrO2 -MoSi2復合陶瓷

3、材料的微觀應變與晶粒尺寸以及其變化趨勢，最后采用ANSYS初步計算了復合陶瓷的殘余熱應力。 研究表明，第二相SiC顆粒、晶須和ZrO2的加入能明顯提高MoSi2的室溫耐磨性，SiC顆粒、晶須使復合陶瓷的磨損特征傾向于以磨粒磨損為主而ZrO2顆粒則使磨損特征傾向以粘著磨損為主；SiC/ZrO2 -MoSi2復合陶瓷的抗熱震性能優(yōu)于純MoSi2，在熱震溫差較小時（100℃～300℃），SiC顆粒與ZrO2顆粒對MoSi2抗熱震性能的

4、影響相當，但在較大時（400℃～600℃）ZrO2/MoSi2復合陶瓷的抗熱震性能要優(yōu)于SiC(p)/ MoSi2復合陶瓷，同等ZrO2含量下納米SiC顆粒提高MoSi2抗熱震性能的效果略優(yōu)于SiC晶須；密柵云紋干涉法對陶瓷材料具有適用性，其實驗結(jié)果表明：第二相SiC顆粒、晶須和ZrO2顆粒的加入能提高MoSi2的高溫斷裂韌度，SiC顆粒的加入和含量的增大導致復合陶瓷的熱膨脹系數(shù)先降低后增大，而ZrO2顆粒則會引起復合陶瓷熱膨脹系數(shù)的增