Ti3SiC2增韧SiC复合材料显微结构与力学性能

摘要

SiC是一种很有潜力的高温结构陶瓷,但其脆性限制了它的应用范围.Ti3SiC2兼有金属与陶瓷的优势,是极具潜力的陶瓷增韧相.以Ti3SiC2作为第二相来弥散增韧SiC基体,以1700℃热压反应烧结制备Ti3SiC2/SiC复合材料,研究Ti3SiC2对SiC基复合材料的烧结性能的影响及增韧效果.研究结果表明:Ti3SiC2含量对Ti3SiC2/SiC复合材料的烧结致密度影响显著,随着Ti3SiC2含量的增加,复合材料的气孔率明显减小.增大Ti3SiC2的含量可以提高Ti3SiC2/SiC复合材料的抗弯强度,当Ti3SiC2的体积含量从20％增加到40％时,Ti3SiC2/SiC复合材料的抗弯强度从109MPa提高至210MPa.增大Ti3SiC2的含量可以提高Ti3SiC2/SiC复合材料的断裂韧性.当Ti3SiC2的体积含量从20％增加到40％时Ti3SiC2/SiC复合材料的断裂韧性从3.31MPa·m1/2提高至5.38MPa m1/2.Ti3SiC2在基体中形成弥散分布的弱界面,在受力时可发生滑移,以钉扎、偏转及桥接基体裂纹,抑制裂纹的增长,从而提高SiC陶瓷基体的韧性.