Al对CNTs增强Nb/Nb₅Si₃复合材料组织和性能的影响

来源期刊：材料热处理学报2020年第4期

论文作者：龙文元 汪正飞

文章页码：11 - 18

关键词：放电等离子烧结;Nb/Nb₅Si₃原位复合材料;高温氧化;断裂韧性;

摘    要：以Nb、Si、CNTs和Al粉末为原料,采用放电等离子烧结法（SPS）原位合成了Nb-20Si-2 mass%CNTs-xAl（x=0、1、2、3、4 mass%）复合材料。利用扫描电镜（SEM）、电子探针微区分析（EPMA）和X射线衍射（XRD）等对复合材料的组织结构进行了分析,研究了Al对CNTs增强Nb/Nb₅Si₃复合材料的组织和性能的影响。结果表明:Al能部分固溶于Nb₅Si₃和Nbss相中,多余的Al会与Nb反应生成AlNb₃相,较均匀地分布中Nb₅Si₃相中,并大部分聚集在Nb/Nb₅Si₃的界面处。Al元素的加入能明显改善Nb/Nb₅Si₃复合材料的断裂韧性,随着Al含量的增加,复合材料的断裂韧性先升高后降低,其中Al含量为2 mass%时达到最大值,即6.94 MPa·m^1/2,相对于未加时提高了约56.9%。同时Al元素还能有效降低Nb/Nb₅Si₃复合材料高温氧化速度,提高高温抗氧化性能,而Al元素的加入量越高,其高温抗氧化性能越好。