LaNbO4疇切換改性MoSi2復(fù)合陶瓷微波燒結(jié)工藝與性能研究.pdf

1、MoSi2以較低的密度、高的熔點(diǎn)(2030℃)、高的實(shí)用溫度（＞1600℃）、良好的高溫抗氧化性、高溫耐蝕性、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性等優(yōu)勢，被認(rèn)為是繼Ni之后出現(xiàn)的一類極具競爭力的新型高溫結(jié)構(gòu)材料。然而，純MoSi2具有自身的缺陷，尤其是低溫脆性和高溫強(qiáng)度不足，限制了其作為高溫結(jié)構(gòu)件的使用和發(fā)展。微波燒結(jié)本身的快速燒結(jié)致密化及材料力學(xué)性能的巨大提高，越來越廣泛地應(yīng)用于陶瓷及其復(fù)合材料的制備。本文利用微波燒結(jié)制備LaNbO4/MoSi2復(fù)合陶瓷

2、材料，不僅通過第二相顆粒彌散強(qiáng)韌化，而且利用具有形狀記憶功能的鐵彈相LaNbO4的疇結(jié)構(gòu)切換效應(yīng)改性MoSi2，提高材料的室溫韌性和高溫強(qiáng)度。
　　實(shí)驗(yàn)將La2O3(99.9％)粉與Nb2O5(99.99%)粉混合，通過高溫爐1000℃煅燒2h,獲得單斜相LaNbO4。并將這種具有疇結(jié)構(gòu)的單斜相LaNbO4粉末與MoSi2混合壓坯，采用微波燒結(jié)制備LaNbO4/MoSi2復(fù)合材料。
　　運(yùn)用排水法、XRD、SEM、力學(xué)性能測

3、試等手段，分析了壓坯工藝、升溫工藝、燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間以及不同 LaNbO4含量對微波燒結(jié)樣品密度、顯微硬度（Hv）、斷裂韌性（KIc）、微觀組織結(jié)構(gòu)以及微波燒結(jié)行為的影響。結(jié)果表明：LaNbO4/MoSi2復(fù)合材料溫壓壓坯成形比冷壓獲得更好的生坯及微波燒結(jié)效果。如，燒結(jié)制品完整無分層開裂，密度、硬度、斷裂韌性更高，組織更均勻細(xì)致；LaNbO4/MoSi2復(fù)合陶瓷材料通過微波1000w功率升溫至1000℃并保溫5min，再以1800w功

4、率升溫至燒結(jié)溫度1540℃并保溫30min，可獲得性能較佳的燒結(jié)制品，如15%vol LaNbO4/MoSi2在此燒結(jié)工藝下，燒結(jié)樣品相對密度為92.87%，顯微硬度為11.876GPa、斷裂韌性6.626MPa.m1/2，為較佳燒結(jié)工藝。
　　通過顯微組織和斷口及界面進(jìn)行觀察分析得知，LaNbO4以其疇結(jié)構(gòu)切換機(jī)制在室溫韌性和高溫強(qiáng)度方面都做出巨大貢獻(xiàn)。15%vol LaNbO4+MoSi2斷裂韌性和高溫抗彎強(qiáng)度分別達(dá)到6.84