钼合金是一种常用的发动机用高温合金,在航空、航天领域中有广泛的应用。但随着轻量化要求的不断提高,钼合金的减重在某些装备上已成为一个迫切需要解决的问题。利用陶瓷颗粒增强是解决上述问题的有效技术途径之一。通过复合化,在复合材料中陶瓷组分可以保持或部分改善钼合金的耐高温性能,同时在一定程度上降低合金的体密度。本论文以AlN陶瓷颗粒为增强相,利用粉末冶金法对AlN/Mo复合材料的制备进行了研究。通过对烧结温度、烧结压力、保温时间等工艺参数的调整和烧结过程中材料物相分析,研究了体系的高温化学稳定性和致密化机制;研究了烧结工艺、原料组分与材料结构及性能之间的关系,为材料制备工艺与组分的优化提供了基础。实验结果表明,AlN/Mo体系具有较好的高温化学稳定性,在1900℃及以下的高温烧结过程中,没有明显的第二相生成;且二相界面结合良好。在1750℃及以上的SPS烧结温度条件下,体系的致密化表现出压力越大致密化进程越快,且原料晶粒可保持无明显的变化;表现出明显的塑性变形为主的致密化机制。在无压气氛烧结的条件下,AlN/Mo体系在1900℃的烧结温度下才可致密化,晶粒有明显长大;表现出扩散控制为主的致密化行为。当AlN/Mo体积比为1:1时,复合材料的SPS烧结材料的弯曲强度、热导性能等均随着烧结温度、烧结压力及保温时间的增加而有所提升,与相对致密度的变化规律基本一致。当致密度为约99%时,复合材料的硬度可达620HV左右,抗弯强度为601Mpa,常温下热导率能达到90 W/K·m以上。与纯钼合金样品相比,在硬度明显增加的同时,弯曲强度和热导性能基本相当。采用气氛烧结的AlN/Mo复合材料,在1900℃,2h烧结样品具有最高的硬度(590HV)和弯曲强度(517MPa),进一步延长保温时间,材料性能出现劣化。这可能是由于晶粒过分长大导致的。利用透射电镜对样品进行高分辨分析时发现有AlN晶粒中出现了部分细小的金属Mo晶粒以晶内晶的形式存在。我们推测可能是由于在高温下部分Mo固溶进入AlN并在低温下析出。这种动力学过程也可较好地解释复合材料中两相界面较好的结合状态。这种结构可能对材料的热导也存在一定的影响。。在对样品原料组分进行调整的实验中发现,随着体系中AlN相对体积的增加,体系烧结的致密化行为变得困难。在AlN/Mo体积比为1:2时,与纯钼合金样品相比复合材料的弯曲强度(760MPa),硬度(540HV)均有较大的提升,体密度降低约30%,同时热导率值(97W/K·m)基本保持不变。进一步提高AlN的体积含量,维氏硬度会保持上升,但材料的弯曲强度和热导率出现明显下降。