SiC纤维增强Ni3Al复合材料制备及界面扩散行为研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:teachme
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
航空航天技术的迅速发展,对高性能结构材料提出了更高要求。连续SiC纤维增强金属基复合材料(SiCf/Me)由于高的比强度和比刚度及优良的抗疲劳性能,成为先进发动机和超高音速飞行器的重要候选材料。目前,SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti)在基础研究和工程应用方面都已取得了巨大的成功,但该复合材料服役温度严重受限于基体钛合金,故对具有更高服役温度的SiC纤维增强Ni基复合材料(SiCf/Ni)表现出了巨大的兴趣。与SiCf/Ti复合材料相比,SiCf/Ni复合材料在高温成型以及服役过程中存在更为剧烈的界面反应,导致增强体纤维的性能急剧下降。因此,防止界面反应成为了SiCf/Ni复合材料研制的首要任务,引入扩散障涂层被认为是解决上述问题的最有效策略。在SiCf/Ti复合材料中,通过引入单一C涂层的就能有效阻挡SiC纤维和钛合金的界面反应,因此已成为SiCf/Ti复合材料中最常用的扩散障碍涂层,但单一C涂层无法杜绝SiCf/Ni复合材料的界面反应,且单一C涂层在SiCf/Ni复合材料的阻挡行为仍未探明。Y2O3由于高的化学稳定性和高负的吉布斯自由能,成为阻挡SiC纤维和Ni合金界面反应非常重要的候选材料,研究Y2O3的阻挡行为对SiCf/Ni复合材料的开发尤为重要。因此在本工作中,选用Ni3Al为基体合金,分别引入单一C涂层和C+Y2O3双扩散障碍涂层,制备出SiCf/C/Ni3Al和SiCf/C/Y2O3/Ni3Al复合材料,通过对两种复合材料中界面反应产物的分析,确认两种扩散障涂层主导的界面扩散行为,为SiCf/Ni复合材料扩散障涂层的设计作指导。本文首先对化学气相沉积制备的两种带C涂层的SiC纤维进行微结构分析,确认影响纤维拉伸强度的关键因素。随后采用物理气相沉积制备Ni3Al涂层,研究了基片偏压对Ni3Al涂层微结构和力学性能的影响规律;选用合适的偏压条件在SiC纤维上沉积Ni3Al涂层制成先驱丝,并在1100?C/120MPa/2h的条件下热等静压成型制备出SiCf/C/Ni3Al复合材料。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及相应的能谱仪对单一C涂层作为扩散障碍涂层的界面反应产物进行确认,发现SiCf/C/Ni3Al复合材料的界面反应层厚度与C涂层的完整性紧密相关,Ni原子的扩散行为支配了界面反应层的形成,完好的C涂层仅能减缓Ni的扩散而不能完全阻挡,最后讨论了C涂层作用下的界面扩散行为。然后,通过物理气相沉积在带C涂层的SiC纤维上制备出具有高温稳定相的Y2O3涂层,随之采用同上的先驱丝工艺和热等静压成型工艺制备出带C+Y2O3双涂层的SiCf/C/Y2O3/Ni3Al复合材料。通过对SiCf/C/Y2O3/Ni3Al复合材料界面反应产物的确认和分析,发现完好的C+Y2O3双涂层确实能维持SiC纤维的完整性,但C+Y2O3对Ni基合金并非完全惰性,其中Y2O3与Ni3Al能形成更稳定的Y4Al2O9反应产物,而该三元化合物极有可能是SiCf/Ni材料中相比于Y2O3更为高效的扩散障碍涂层。
其他文献
金蝶KIS专业版是中小企业、大中专院校教学时广泛使用的财务软件。本文通过金蝶报表与分析模块中的自定义报表界面,建立杜邦分析表固定模板,并采用金蝶专用的取数函数,读取资
<正>当劳资抗衡的政治机制缺失时,在中国,劳资谈判有利于资本方。工资就是这样被低估了,而且,非自愿就业,普遍存在。现代汉语"劳动"的含义与斯密时代的英语"劳动"的含义十分
目的研究在手术室无瘤技术护理配合中,引入细节管理的价值意义。方法本院自2017年7月起,在手术室无瘤技术护理配合中,实施细节管理。对比实施前后,25名护理人员手术配合质量
贾谊的《吊屈原赋》通过比喻,把屈原的高洁、正直、才能与奸佞小人的贪婪、卑鄙、庸碌相对比,表现了自己的"追伤"、"自喻"的激愤之情,突出了社会现实的黑暗与混乱。从内容和
常规低温碱性发蓝和常温发蓝存在成分变动大、难监控、操作条件严格、劳动强度高等不足,而蒸汽发蓝处理可有效解决这些问题。讨论了蒸汽处理温度、时间和压力与氧化膜色泽、
主题班会是对大学生进行思想教育和管理的重要形式.主题班会要达到思政教育的目的,就要对班会的主题、表现形式、流程和组织实施四个方面进行优化设计.成功的主题班会可以转
利用延河流域35个雨量站50多年的日降雨、数字高程模型、土壤类型图、土地利用图和植被覆盖图、水土保持措施调查数据,结合黄土高原的区域特征,运用CSLE,在ArcGIS的支持下分
神女路墓地位于重庆市巫山县巫峡镇高塘村,现为巫山县新城区,西北部为大巴山脉,东南面距长江1.5公里,是一处时代为秦、两汉时期的中小型墓地。为配合三峡工程和迁建的巫山新