ZrO2(Y2O3)含量对双峰晶粒度分布Mo-12Si-8.5B-ZrO2(Y2O3)复合材料力学性能的影响

作者：颜建辉^*; 康蓉; 唐幸; 汪异; 邱敬文

来源：复合材料学报, 2021, 38(11): 3747-3756.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20210129.002

• Mo-12Si-8.5B
• ZrO2(Y2O3)
• 双峰晶粒度
• 力学性能
• 复合材料

多相Mo-12Si-8.5B合金是一种很有应用前景的高温结构材料,为了同时提高Mo-12Si-8.5B合金的强度和韧性,提出了采用纳米ZrO2(Y2O3)强韧化具有双峰晶粒度分布Mo-12Si-8.5B复合材料的方法。首先采用溶胶-凝胶和高温氢还原法制备了纳米Mo-ZrO2(Y2O3)复合粉末,然后以纳米Mo-ZrO2(Y2O3)粉末和微米Mo粉末为原材料,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了具有双峰晶粒度分布的Mo-12Si-8.5B-ZrO2(Y2O3)复合材料。结果表明,随着ZrO2(Y2O3)含量的增加,制备的Mo-ZrO2(Y2O3)纳米粉末的粒度和烧结体相对致密度均逐渐减小,ZrO2(Y2O3)含量小于2.5wt%时,烧结体的相对致密度均大于98.1%。当ZrO2(Y2O3)含量为1.5wt%和2.5wt%时,复合材料具有较高的硬度(9.76～9.98 GPa),抗弯强度(672～678 MPa)和断裂韧性(12.68～12.82 MPa·m1/2)。Mo-12Si-8.5B-ZrO2(Y2O3)复合材料中Mo晶粒细化、粗细Mo晶粒的晶界强化和纳米ZrO2(Y2O3)颗粒第二相强化是提高硬度和抗弯强度主要原因;复合材料中粗晶粒Mo和纳米ZrO2(Y2O3)有助于断裂韧性的提高,材料的增韧机制主要是裂纹偏转和裂纹桥接。

• 单位
  湖南科技大学