放电等离子体烧结诱发燃烧反应快速制备MoAlB陶瓷材料

摘要

采用Mo/Al/B单质混合粉末为原料,进行放电等离子体烧结(SPS)以制备MoAlB材料。采用XRD和SEM等技术研究了产物的物相组成以及显微形貌。结果表明,以1Mo/1.1Al/1B粉末为原料,在900℃进行烧结,会诱发燃烧反应,生成MoAlB、MoB、Al_(8)Mo_(3)等构成的样品。产物中存在较多不规则的、几十微米尺度的气孔。晶粒非常细小,约为亚微米级别。此外有少量的晶须形成。提高烧结温度会促进MoB、Al_(8)Mo_(3)等转变为MoAlB材料。同时促进烧结致密化,MoAlB晶粒发育成板条状的细小晶粒。优化原料配比(1Mo/1.2Al/1.05B)和烧结制度(1150℃,保温5 min)会得到单相的、致密(相对密度为98%)的MoAlB材料。提出一个SPS诱发燃烧反应制备MoAlB的反应机制。首先,当温度升高到Al的熔点以上时,形成Al液相。然后,Mo首先与Al发生化学反应,生成富Al的AlMoX相。反应放出的热量较少,需要在SPS的加热辅助作用下,会诱发燃烧反应的发生。大量的Mo与B也会发生化学反应生成MoB。最后,Al_(8)Mo_(3),MoB与B等反应生成MoAlB。