合金属于合成材料还是复合材料

合金属于合成材料还是复合材料

龙文元,陈勤撰写的文章对Ti在Nb-20Si-5Al超高温合金中的影响进行了深入探究。文章采用了放电等离子烧结法(SPS)制备了Nb-20Si-5Al-xTi(x为不同摩尔分数的Ti)超高温合金,研究了Ti的加入量对Nb-20Si-5Al合金的室温断裂韧性和高温抗氧化性的影响。

随着航空工业的快速发展,对发动机叶片材料的耐温能力要求越来越高。Nb-Si基超高温合金因其高熔点、低密度、良好的高温强度和抗蠕变性,已成为新一代最具吸引力的高温结构材料。其室温断裂韧性低和高温抗氧化性差是应用中的主要障碍。通过添加合金元素来改善其性能显得尤为重要。

作者使用了纯Nb粉、Si粉、Al粉和Ti粉作为原料,按照Nb-20Si-5Al-xTi的配比进行复合粉体配制。他们研究了不同Ti含量对合金的微观、断裂韧性和高温抗氧化性的影响。

研究结果表明,随着Ti含量的增加,Nb-20Si-5Al超高温合金的相组成发生了变化,同时其断裂韧性和高温抗氧化性能得到了明显改善。当Ti加入量为20%时,断裂韧性达到最大值7.41 MPa•m1/2,相比未加Ti时提高了约56.9%,其高温氧化速率最低。添加Ti元素后的氧化产物现Ti2Nb10O29、TiNb2O7、TiO2等,可以提高氧化膜的致密性,从而提高其高温抗氧化性能。

本文详细分析了Nb-20Si-5Al-xTi合金的XRD衍射分析结果、显微SEM图、断裂韧性以及高温氧化行为。通过对比不同Ti含量下试样的氧化增重曲线和氧化膜的XRD分析结果,进一步揭示了Ti元素对Nb-20Si-5Al超高温合金性能的影响机制。文章最后得出结论:适量添加Ti元素能有效改善Nb-20Si-5Al超高温合金的断裂韧性和高温抗氧化性能。这一研究成果对于推动Nb-Si基超高温合金在航空发动机领域的应用具有重要意义。


合金属于合成材料还是复合材料