放电等离子烧结原位合成MoSi₂-Mo₅Si₃复合材料的组织与性能

颜建辉^1,2，黄金鑫¹，李凯玲¹，汪异^1,2

1. 湖南科技大学材料科学与工程学院2. 湖南科技大学高温耐磨材料及制备技术湖南省国防科技重点实验室

摘 要：以Mo,Si粉为原料,采用放电等离子烧结（SPS）原位制备MoSi₂-Mo₅Si₃复合材料,研究不同烧结工艺下材料的微观组织和室温力学性能,并探讨Mo₅Si₃含量对复合材料力学性能、高温氧化和高温摩擦磨损性能的影响。结果表明:在1200℃温度以上SPS能够合成MoSi₂-Mo₅Si₃复合材料。随着烧结温度的升高,复合材料的致密化效果明显加强,但其硬度、抗弯强度和断裂韧性都呈现先升高再降低的趋势;随着烧结压力的提高,复合材料的致密度、硬度和抗弯强度增加,断裂韧性先提高后保持不变;保温时间由3 min增加到9 min时,复合材料的力学性能先提高然后基本保持不变。Mo₅Si₃含量为25%时,MoSi₂-Mo₅Si₃复合材料的力学性能最佳,其相对密度为98.72%,硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为11.27 GPa、331 MPa和5.33 MPa·m^1/2。随着Mo₅Si₃含量增加,MoSi₂-Mo₅Si₃复合材料在1200℃的高温抗氧化性能和1000℃的高温耐磨性能都逐渐降低。

关键词：MoSi2-Mo5Si3复合材料;放电等离子烧结;力学性能;氧化行为;高温摩擦磨损;