摘要

以Nb-18Si(摩尔分数,%)复合材料为研究对象,分析共晶组织几何形态对电子束表面熔化(EBSM)快速凝固条件的响应机理及其对材料硬度的影响规律。研究结果表明,Nbss/Nb3Si共晶在电弧熔炼凝固条件下以棒状形态为主,而在EBSM凝固条件下转变为层片状形态。利用原子尺度的扫描透射电子显微镜(STEM)和近原子尺度的三维原子探针(APT)对样品进行表征,获得纳米Nbss/Nb3Si共晶的三维层片状结构特征及其组分。与棒状共晶相比,EBSM凝固条件下形成的层片状共晶组织显著细化(共晶间距为39.5 nm),Nbss相体积分数大幅增加(约41%)。随着显微组织由微米棒状共晶转变为纳米层片状共晶,材料硬度显著增加,达到13.9 GPa。