添加C对在现场层Nb/Nb5Si3复合材料的微结构和断裂特性的影响
Delu Zeng1, Lairong Xiao1,2, Shaofu Xu1
1School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|August 26, 2023
概括
碳兴奋剂通过引入碳化 (Nb2C) 颗粒来增强氧化复合材料. 这提高了高温机械性能,增加了压力强度和断裂性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 氧化是先进的高温材料.
- 提高它们的机械性能,特别是在高温下,对于应用至关重要.
研究的目的:
- 研究碳化对氧化复合材料微观结构和机械性能的影响.
- 了解碳化物 (Nb2C) 形成在提高材料性能方面的作用.
主要方法:
- 用碳添加的氧化复合材料的合成.
- 使用像电子显微镜这样的技术来识别相位及其关系的微结构性表征.
- 机械性能测试,包括高温 (1400°C) 压力强度和断裂性测量.
主要成果:
- 检测固体溶液 (Nbss) 和α-氧化 (α-Nb5Si3) 阶段.
- 碳化 (Nb2C) 的形成与Nb5Si3晶体结构的变化.
- 在Nbss层内观察微米大小和纳米大小的Nb2C粒子.
- 在Nb2C和Nbss阶段之间建立了定向关系.
- 机械性能显著改善:压力强度从310 MPa增加到330 MPa,破裂性从11.9 MPa·m1/2增加到14.2 MPa·m1/2在1400 °C.
结论:
- 碳兴奋剂有效地改变了氧化复合材料的微观结构.
- 存在Nb2C,特别是纳米颗粒,以及固体溶液的强化是提高高温机械性能的关键因素.
- 碳兴奋剂提供了一种可行的途径,用于提高基化物基材料的强度和性,用于要求高的应用.
