Mo3Si-Mo5Si3共晶硅化物的氧化

利用循环氧化和原位X射线衍射法，研究了Mo3Si-Mo5Si3共晶硅化物在600-1200℃氧化行为，分析了低温氧化规律和高温氧化瘟疫现象．结果表明，共晶硅化物的低温氧化并没有按照热力学优先顺序反应而是受到了动力学因素的控制，氧化曲线呈直线规律．在1000℃氧化并发生氧化瘟疫现象的试样中发现，孔洞和裂缝等缺陷处优先生成混合氧化物．这种混合氧化物的体积效应导致氧化瘟疫现象的发生．     

固相法制备Mo4.8Si3C0.6纳米粉体的反应机理研究

首先通过热力学计算探讨了合成Mo4.8Si3C0.6粉体的可能温度区间,进而以钼粉、硅粉和炭粉为主要原料,通过固相反应法来制备Mo4.8Si3C0.6粉体.采用XRD、SEM和BET等方法研究了温度对所得材料组成、比表面积、粒径和微观结构的影响.结果表明:在1 400～1 900 K温度范围内,Mo4.8Si3C0.6的标准生成吉布斯自由能较低,为-351.3～-338.1 kJ/mol;在1 823 K,1.5 h时能够获得无杂质相的Mo4.8Si3C0.6粉体,粉体颗粒呈花状,直径约3.2～4.2μm,组成花的六方片状晶粒厚度约为50～80 nm,粉体的比表面积为0.753 3 m2/g.固相法制备Mo4.8Si3C0.6粉体的反应机理为:反应温度为1 373 K时,主要产物为Mo2C;1 523 K时,主要产物为Mo5Si3,存在少量的Mo4.8Si3C0.6;当温度升高至1 673 K时,主要产物为MMo4.8Si3C0.6,仍存在部分Mo5Si3;1 823 K时,可获得无杂质相的Mo4.8Si3C0.6.     

Mo-Si-Al系金属化合物的制备及其高温抗氧化性能

Mo-Si系金属化合物因具有良好的高温抗氧化性而备受瞩目,但是其在高温环境下缺乏抗蠕变性能,在500℃左右就会发生加速氧化现象,使其应用受到限制。本研究利用熔射涂层法,将Al-Si混合物熔覆于基体金属Mo表面,并置于700~1 100℃真空状态下进行扩散反应,成功地在金属Mo表面制备出Mo(Si,Al)2金属间化合物层。将表层进行了Mo(Si,Al)2涂层的样品在大气中1 200℃进行10 h高温氧化试验,Mo(Si,Al)2涂层表现出良好的高温抗氧化性。另外,由于空气中氧元素与化合物层中Al、Si元素反应后形成Al2O3、Si O2,造成化合物层表面Al元素含量降低,而出现了Mo5Si3、Mo Si2化合物层。     

Fe2(Mo04)3/Si3N4复合粉末还原及热压微观组织结构分析

以α-Si3N4,Fe(NO3)3·9H2O和NH4Mo7O24·4H2O为原料,采用非均相沉淀法制备Fe2(M0O4)3/Si3N4复合粉末,采用氢气还原与热压法获得Fe-Mo/Si3N4复合粉末与烧结体,采用x线衍射仪(XRD)、电子能谱(EDS)、电镜扫描(SEM)和电镜透射(TEM)等方法对Fe-Mo/Si3N4复合粉末与烧结体物相、成分及微结构进行观察与分析.分析结果表明:Fe-Mo/Si3N4复合粉末主要成分为α-Si3N4,Mo,Si和Fe-Mo氮化物(Fe6M07N2和Fe3M03N),其中Mo颗粒长大;粒径为4-7 μm的Mo5Si3大颗粒均匀镶嵌在Si3N4,Fe-Mo氮化物(Fe6Mo7N2和Fe3Mo3N)及Si02的混合物组成的粒径为1 μm左右的小颗粒之中.     

电铸Ni-SiC金属基复合材料的抗拉强度与微观结构分析

在氨基磺酸镍镀液中电铸制备了两种不同SiC微粒含量的复合材料,研究了热处理对复合材料的抗拉强度和微观组织的影响.研究表明,300℃热处理提高了两种复合材料的强度;但600℃热处理却降低了强度.基体金属Ni与SiC颗粒在600℃完全反应后,界面反应产物是Ni3Si、游离石墨和少量的Ni31Si12,并且产生相当于SiC微粒体积8%的微孔.断裂过程经历微裂纹萌生、长大和聚集,以基体断裂、界面脱粘和微粒断裂三种方式进行.     

三维网络SiC_n/20Cr钢复合材料的界面固相反应及显微组织

采用真空-气铸法制备了SiCn/20Cr钢复合材料,并对SiC/20Cr钢复合材料的界面进行了研究.结果表明:SiC和20Cr在复合材料的界面产生较强固相反应,SiC分解出的Si与Fe结合生成Fe-Si化合物,SiC分解出的C以石墨态沉积下来.固相反应的区域由碳化硅反应区、金属反应区和碳沉积区组成.碳元素在碳沉积区的沉积形态与沉积点到SiC的距离有关.TEM证实了金属反应区的产物为(Cr,Fe)23C6及Fe3Si,其中Fe3Si的形成为SiC的分解提供了热力学驱动力.     

C(膜)/Si(SiO2)(纳米微粒)/C(膜)的XPS及Raman谱测试分析

X射线光电子能谱测试(XPS)分析C(膜)/Si(SiO2)(纳米微粒)/C(膜)样品发现:把400℃退火后的样品继续加热到650℃并退火1h后,样品中除原有的Si晶体外,生成了SiC晶体,同时还出现了SiO2晶体,这表明一部分Si与C反应生成SiC的同时,氧气的氧化作用占主导地位,把大部分Si氧化成了SiO2.对比分析在650℃和750℃退火后样品的Raman谱发现:随着加热温度的升高,SiC与Si含量增加而SiO2含量减少.这表明:在750℃时,C原子的还原作用继400℃后再次占主导地位,又把一部分SiO2还原成Si.     

C（膜）／S2（Si02）（纳米微粒）／C（膜）的XPS及Raman谱测试分析

X射线光电子能谱测试(XPS)分析C(膜)／Si(Si02)(纳米微粒)／C(膜)样品发现：把400℃退火后的祥品继续加热到650℃并退火1h后，样品中除原有的Si晶体外，生成了SiC晶体，同时还出现了Si02晶体，这表明一部分Si与C反应生成SiC的同时，氧气的氧化作用占主导地位，把大部分Si氧化成了Si02．对比分析在650℃和750℃退火后祥品的Raman谱发现：随着加热温度的升高，SiC与Si含量增加而SiO2含量减少．这表明：在750℃时，C原于的还原作用继400℃后再次占主导地位，又把一部分Si02还原成Si．     

Mo粉和Si粉球磨过程的研究

本文通过扫描电镜和透射电镜对Mo粉和Si粉在球磨过程中颗粒微观形貌的变化规律进行了分析 ,表明Mo粉的球磨过程是塑性颗粒的反复变形、焊合、断裂的细化过程 ,而Si粉的球磨过程是脆性颗粒的破粹细化过程 ;确定了MoSi2 的机械合金化过程属延性金属与脆性非金属体系。图 4,参 4。     

MgO-C材料在氮气气氛下的物相演化及其力学性能研究

以电熔镁砂、天然鳞片石墨、煤沥青、Al粉及Si粉为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,混匀后压制成MgO-C材料试样。将试样在氮气气氛下分别经1000℃×3h、1200℃×3h、1400℃×3h热处理,研究热处理温度对材料物相组成、显微结构及力学性能的影响。结果表明,1000℃热处理后,试样中Al消失,反应生成了柱状AlN和八面体状MgAl2O4,此温度下Si尚未参与反应;1200℃热处理后,Si开始反应生成六边形板状的SiC,镶嵌在镁砂基体中,提高了试样的高温抗折强度和热震后残余抗折强度;1400℃热处理后,试样中除有柱状AlN和八面体状MgAl2O4生成外,还有较多晶须状SiC和针状β-Si3N4生成,形成了良好的非氧化物结合,使得材料具有优良的高温力学性能和抗热震性能。     

金属钼表面MoSi2/Si3N4涂层的氧化性能研究

在金属钼表面分别制备了MoSi2涂层和MoSi2/Si3N4涂层,利用SEM和XRD分析研究了涂层的微观结构和物相组成,并比较了涂层在1 450℃大气环境下的抗氧化性能.结果表明:两种涂层与基体结合好且均匀致密;MoSi2涂层钼氧化16 h后出现贯穿裂纹,破坏了SiO2保护膜的连续性,导致涂层失效;Si3N4相的引入可明显改善MoSi2基涂层钼的高温抗氧化性,其抗氧化时间达76 h.     

Si和Al对机械合金化合成Ti_3SiC_2的影响

采用3Ti/Si/2C单质粉体为原料,进行机械合金化,以合成Ti3SiC2粉体.研究了Al和过量Si对机械合金化合成Ti3SiC2的影响.研究结果表明,机械合金化单质混合粉体,会诱发自蔓延反应.反应后产生大量坚硬的颗粒状产物.机械合金化3Ti/Si/2C粉体,会产生组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉体与颗粒产物.添过量Si并不会促进机械合金化反应合成Ti3SiC2.添适量Al可消除硅化物,明显促进反应合成Ti3SiC2.采用3Ti/Si/2C/0.15A1粉体作原料时,颗粒产物中Ti3SiC2含量最高,为92.8wt%;而采用3Ti/Si/2C/0.20A1粉体作原料时,粉体产物中Ti3SiC2含量最高,为61.9wt%.     

自蔓延高温合成 MoSi_2/Mo_5Si_3 复合材料

用初始Ｍｏ粉和Ｓｉ粉通过自蔓延高温合成方法（ＳＨＳ）制取不同Ｍｏ５Ｓｉ３含量的ＭｏＳｉ２／Ｍｏ５Ｓｉ３复合材料．用Ｘ射线衍射仪、扫描电镜对产物进行组织结构分析．实验结果表明,在自蔓延高温合成中,ＭｏＳｉ２是一步生成,无中间相形成．随着样品中Ｓｉ含量的减少,产物中Ｍｏ５Ｓｉ３的含量增多,颗粒度变小     

Si_（83）Ge_（17）/Si压应变衬底上HfAlO_x栅介质薄膜微结构、界面反应和介电性能研究

本文研究了射频磁控溅射沉积在p-Si83Ge17/Si（100）压应变衬底上HfAlOx栅介质薄膜的微结构及其界面反应,表征了其各项电学性能,并与相同制备条件下沉积在p-Si（100）衬底上薄膜的电学性能进行了对比研究.高分辨透射电子显微镜观测与X射线光电子能谱深度剖析表明600°C高温退火处理后,HfAlOx薄膜仍保持非晶态,但HfOx纳米微粒从薄膜中分离析出,并与扩散进入膜内的Ge,Si原子发生界面反应生成了富含Ge原子的HfSiOx和HfSix的混合界面层.相比在相同制备条件下沉积在Si（100）衬底上的薄膜样品,Si83Ge17/Si（100）衬底上薄膜的电学性能大幅提高：薄膜累积态电容增加,有效介电常数增大（～17.1）,平带电压减小,？1V栅电压下漏电流密度J减小至1.96×10？5A/cm2,但电容-电压滞后回线有所增大.Si83Ge17应变层抑制了低介电常数SiO2界面层的形成,从而改善了薄膜大部分电学性能;但混合界面层中的缺陷导致薄膜界面捕获电荷有所增加.     

碳纳米管／Mo复合粉末的制备

[摘要]以仲钼酸铵为前驱物,采用溶胶一凝胶法和氢气还原工艺制备了碳纳米管／Mo复合粉末材料．采用扫描电子显微镜（SEM）和x射线衍射（XRD）分析了微观形貌和相态组成．结果表明：在750℃还原保温3h可制备出碳纳米管／Mo复合粉末,还原生成的Mo粉颗粒在碳纳米管周围聚集,使碳纳米管在Mo粉中均匀分散;高于800℃还原,碳纳米管与Mo反应生成M02C相;而低于750℃还原,则有MoO2相残存．     

The first observation of Mo5+ in the passivation layer of Mo2N

Molybdenum nitride powder with sg of 115 m2·g-1 (passivated) has been prepared by a temperature programmed reaction of MoO3 in H2/N2 mixture. It exhibited high catalytic activity in CO oxidation at low temperature. XPS, EPR and LRS studies have shown the existence of mixed valence states of Mo ions, especially Mo5+ ion (g⊥=1.932, g‖=1.892) observed for the first time, in the passivation layer of molybdenum nitride. A surface superoxide species, O-2(g = 2.001, Raman band 1 124 cm-1), was found to be produced accompanying the transformation of Mo5+/Mo4+ redox pair. Evidence has been given to suggest that this surface superoxide might be responsible for CO oxidation over Mo2N catalyst.     

Fe包覆Si3N4金属陶瓷相反应热力学分析

研究非均相沉淀-热还原法制备Fe包覆α-Si3N4复合粉末常压烧结界面反应特性,并进行热力学分析.研究结果表明:在1 600℃下烧结时,α-Si3N4部分转变为β-Si3N4,Fe相消失,转而生成FeSi化合物;在1700℃下烧结时,α-Si3N4基本转变为β-Si3N4,FeSi化合物消失,Fe相重新出现；在烧结过程中,FeSi化合物或Fe晶粒发生明显长大,呈圆球状分布在Si3N4晶粒之间,实验结果可通过热力学分析进行解释.     

Microstructure and properties of an Al-Ti-Cu-Si brazing alloy for SiC-metal joining

An Al-Ti-Cu-Si solid-liquid dual-phase alloy that exhibits good wettability and appropriate interfacial reaction with SiC at 500-600℃ was designed for SiC-metal joining. The microstructure, phases, differential thermal curves, and high-temperature wetting behavior of the alloy were analyzed using scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis, differential scanning calorimetry, and the sessile drop method. The experimental results show that the 76.5Al-8.5Ti-5Cu-10Si alloy is mainly composed of Al-Al₂Cu and Al-Si hypoeutectic low-melting-point microstructures (493-586℃) and the high-melting-point intermetallic compound AlTiSi (840℃). The contact angle, determined by high-temperature wetting experiments, is approximately 54°. Furthermore, the wetting interface is smooth and contains no obvious defects. Metallurgical bonding at the interface is attributable to the reaction between Al and Si in the alloy and ceramic, respectively. The formation of the brittle Al₄C₃ phase at the interface is suppressed by the addition of 10wt% Si to the alloy.     

纳米Si3N4对反应烧结Si3N4结合SiC材料的影响

利用反应烧结机制 ,在 14 5 0℃制备了 Si3N4结合 Si C材料 ,研究表明 ,在引入微量纳米 Si3N4粉后 ,材料的力学性能得到明显提高 ,材料的组织也更加致密和均匀。通过 X-ary、扫描电镜等技术手段分析表明 ,由于纳米 Si3N4粉的高表面能、高活性以及颗粒小等特点 ,加大了反应生成的 Si3N4在纳米 Si3N4上沉积的几率 ,增大了氮化率 ,效果显著