氧化镧液-液掺杂Mo-12Si-8.5B合金的力学及抗氧化性能

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由于稀土氧化物的添加可以一定程度上提高Mo-12Si-8.5B合金的性能,所以掺杂稀土氧化物的Mo-12Si-8.5B合金有很大潜力成为新一代的高温结构材料。目前的研究中制备掺杂稀土氧化物的Mo-12Si-8.5B合金的主要方法是固-固掺杂法(本文中的掺杂指的是稀土氧化物在钼中的掺杂,下同)。然而,固-固掺杂法难以严格控制稀土氧化物的尺度及分布,结果影响了最终Mo-12Si-8.5B合金的性能的进一步提高。液-液掺杂法由于可较好地控制稀土氧化物颗粒尺度及分布,将是可能获得高强韧性Mo-12Si-8.5B合金的最有前途的制备手段。本文采用液-液掺杂法制备了氧化镧掺杂Mo-12Si-8.5B合金,研究了合金的微观组织,力学性能与抗氧化性能,讨论了掺杂量对于合金微观组织和力学性能及抗氧化性能的影响规律,并将液-液掺杂法与固-固掺杂法制备的Mo-12Si-8.5B合金的微观组织、力学性能以及抗氧化性能进行了对比,讨论了稀土氧化物掺杂Mo-12Si-8.5B合金的强韧化机制和抗氧化机制。研究结果表明,随着氧化镧掺杂量的升高,Mo-12Si-8.5B合金微观组织分布更加均匀,晶粒/颗粒尺寸逐渐减小。Mo-12Si-8.5B合金的抗压强度随着氧化镧含量的有明显提升。Mo-12Si-8.5B合金在800℃~1300℃下的高温抗氧化性能并不随着氧化镧的添加而提高,其中氧化镧含量为0.6 wt.%的Mo-12Si-8.5B合金抗氧化性能最优。氧化镧液-液掺杂法与固-固掺杂法制得的Mo-12Si-8.5B合金对比结果表明:液-液掺杂法制备的Mo-12Si-8.5B合金的平均晶粒/颗粒尺寸要小于固-固掺杂Mo-12Si-8.5B合金的平均晶粒/颗粒尺寸。液-液掺杂法制备的Mo-12Si-8.5B合金的室温抗压强度、高温抗压强度及断裂韧性明显高于固-固掺杂法制备的Mo-12Si-8.5B合金。此外,液-液掺杂法制备的Mo-12Si-8.5B合金的高温(1000℃~1200℃)抗氧化性能明显优于固-固掺杂方式制备的Mo-12Si-8.5B合金。
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