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金属间化合物二硅化钼是一种性能介于金属与陶瓷之间的独特材料,因其具有低密度、高熔点、良好的导热性、与多种增强相化学相容、即使在恶劣的环境下也具有优异的高温抗氧化性等优点,成为材料研究热点之一。本文采用机械力助燃烧合成无压烧结工艺制备了MoSi2与SiC/MoSi2复合材料,测定了其室温力学性能,运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析其相组成与微观形貌,并考查了其在500℃与1200℃下的抗氧化性能,讨论了其抗氧化机理。1.采用机械力助燃烧成功制备了20vol%SiC/MoSi2复合材料。XRD图谱表明原粉经球磨后的主要相仍为Mo、Si、C;经燃烧反应后粉的主要相为MoSi2和SiC。机械球磨细化了粉体颗粒,提高了其活性。在燃烧反应前后球磨转速与时间均为400r/min与2h,燃烧反应前球磨时加入0.9%的硬脂酸锌,燃烧反应后球磨时加入0.5%的Y2O3,并在1500℃保温3h的条件下制备的复合材料力学性能最好,其致密度、抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为93.9%、414.5MPa、13.1GPa、8.58MPa·m1/2。硬脂酸锌作为分散剂,促进了粉体颗粒的细化。加入Y2O3后,复合材料的晶粒尺寸得到细化,促进了SiC/MoSi2的活化烧结。2.与MoSi2相比,SiC/MoSi2复合材料的力学性能获得了大幅提高。随着SiC体积含量的增加,其力学性能先增加,到SiC含量超过15%后有所降低。15vol% SiC/MoSi2的抗弯强度、硬度和断裂韧性分别达到了493.6MPa、16.8GPa、9.35MPa·m1/2,比MoSi2的分别提高了36.5%,73.9%,71.6%。SiC/MoSi2复合材料的强化机制是细晶强化和粒子强化;增韧机制是细晶增韧和裂纹偏转增韧。3.SiC/MoSi2复合材料在低温下与高温下均具有较优异的抗氧化性能。SiC/MoSi2复合材料在500℃循环氧化的总体趋势相同,在氧化前12h内,复合材料质量增加较快,随后增加减慢,至160h后基本上维持恒定。循环氧化240h后,SiC/MoSi2复合材料的氧化表面光滑致密,没有发生“Pesting”现象。在1200℃循环氧化时,MoSi2与SiC/MoSi2复合材料在高温下氧化的总体趋势相同,质量均是随着氧化时间的延长先增加后降低再又增加,但在氧化60h后其质量基本上维持恒定。氧化120h后表面光滑致密,均没有发生“Pesting”现象。在500℃与1200℃氧化时,20vol%SiC/MoSi2-Y2O3的氧化增重均比20vol%SiC/MoSi2的严重。