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基本信息
- 項目名稱：
- 熱浸鍍制備Mo-MoSi2復(fù)合高溫結(jié)構(gòu)材料
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 通過在Mo基體上進(jìn)行熱浸鍍滲Si、滲Al的方法，制備出使用壽命長，抗高低溫氧化能力強(qiáng)，室溫韌性好，高溫強(qiáng)度高的Mo-MoSi2復(fù)合高溫結(jié)構(gòu)材料，以滿足航空航天技術(shù)及其他特殊領(lǐng)域?qū)Σ牧系奶厥庖?。該方法具有操作簡單、成本低、鍍層質(zhì)量好、控制容易等優(yōu)點。在制備形狀復(fù)雜、尺寸較大的產(chǎn)品時具有明顯優(yōu)勢。
- 詳細(xì)介紹：
- MoSi2是一種金屬間化合物，具有金屬和陶瓷的雙 重性能，是一種極具前途的高溫結(jié)構(gòu)材料、抗氧化涂層和發(fā)熱體元件，被廣泛用于航空發(fā)動機(jī)的熱端部件，導(dǎo)彈尾噴管，原子堆熱交換器和電觸頭材料以及高溫電阻爐的發(fā)熱元件。本試驗通過在Mo基體上進(jìn)行熱浸鍍滲Si、滲Al的方法，在基體Mo的表面形成一層Mo-Si-Al合金層，然后再利用高溫退火熱處理工藝對試樣進(jìn)行退火處理。制備出使用壽命長，抗高低溫氧化能力強(qiáng)，室溫韌性好，高溫強(qiáng)度高的Mo-MoSi2復(fù)合高溫結(jié)構(gòu)材料，以滿足航空航天技術(shù)及其他特殊領(lǐng)域?qū)Σ牧系奶厥庖?。該方法具有操作簡單、成本低、鍍層質(zhì)量好、控制容易等優(yōu)點。在制備形狀復(fù)雜、尺寸較大的產(chǎn)品時具有明顯優(yōu)勢。通過對熱浸鍍滲硅工藝條件、高溫擴(kuò)散退火工藝條件以及Mo-MoSi2復(fù)合高溫結(jié)構(gòu)材料綜合性能的研究，取得一種制備Mo－MoSi2功能梯度材料的方法，解決熱浸鍍制備Mo-MoSi2復(fù)合高溫結(jié)構(gòu)材料研究所涉及的科學(xué)問題。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的：滿足航空航天領(lǐng)域?qū)Ω邷亟Y(jié)構(gòu)材料的要求，可以作為固體火箭發(fā)動機(jī)噴管、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件、航空發(fā)動機(jī)熱端部件的高溫材料。 基本思路：通過在Mo基體上進(jìn)行熱浸鍍滲Si、滲Al的方法，在基體Mo的表面形成一層Mo-Si-Al合金層，然后再利用高溫退火熱處理工藝對試樣進(jìn)行退火處理。制備出使用壽命長，抗高低溫氧化能力強(qiáng)，室溫韌性好，高溫強(qiáng)度高的Mo-MoSi2復(fù)合高溫結(jié)構(gòu)材料，以滿足航空航天技術(shù)及其他特殊領(lǐng)域?qū)Σ牧系奶厥庖蟆? 創(chuàng)新點：取得一種制備Mo－MoSi2高溫結(jié)構(gòu)材料的方法。 關(guān)鍵技術(shù)：Mo-MoSi2高溫結(jié)構(gòu)材料梯度層的厚度、致密程度、硅含量分布以表面形貌的變化規(guī)律的控制技術(shù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品先進(jìn)性：熱浸鍍滲硅制備Mo-MoSi2高溫結(jié)構(gòu)材料工藝和現(xiàn)有熱壓燒結(jié)法、機(jī)械合金化法（MA）、自艾延高溫合成法(SHS)、低真空等離子涂沉積法(LVPD)以及熔鹽電沉積等方法相比，具有操作簡單、成本低、鍍層質(zhì)量好、控制容易等優(yōu)點。在制備形狀復(fù)雜、尺寸較大的產(chǎn)品時具有明顯優(yōu)勢。 作品科學(xué)性：根據(jù)Mo－Si體系相圖可知，鉬硅不僅可以形成固溶體，也可以形成一系列的金屬間化合物，如：MoSi2、Mo5Si3、Mo3Si。把金屬鉬浸入液態(tài)硅中，靠硅鉬間的反應(yīng)以及硅在鉬中的擴(kuò)散的雙重作用，完全可以制備出梯度層呈高硅含量的硅鉬合金(Si含量大于MoSi2的Si含量) →硅含量逐漸減少→低硅含量的硅鉬合金 (Si含量小于Mo3Si的Si含量) →純金屬鉬變化規(guī)律的Mo-MoSi2功能梯度材料。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 課題的相關(guān)論文被2011年先進(jìn)工程材料與技術(shù)國際學(xué)術(shù)會議(AEMT2011) 錄取，并將發(fā)表在國際期刊《Advanced Materials Research》上，被EI和ISTP檢索。并在核心期刊《濕法冶金》、《稀有金屬與硬質(zhì)合金》、《熱加工工藝》上發(fā)表了相關(guān)文章。 [1] 張穎異,李運剛.鍍鋅及其合金技術(shù)的研究發(fā)展[J].濕法冶金,2011,30(1):10-13.（已發(fā)表） [2] 張穎異,李運剛,田穎.高導(dǎo)電高耐磨銅基復(fù)合材料[J].稀有金屬于硬質(zhì)合金,2011,(3):（錄?。? [3] 張穎異,李運剛,張快,等.非金屬高溫電熱材料的研究發(fā)展[J].熱加工工藝,2011,40(18):（錄?。? [4] Yingyi Zhang, Yungang Li, Jin Chen, et al. Progress in Research on Mo-MoSi2 Functionally Gradient Material [J]. Advanced Materials Research, 2011, ():（錄取）
作品所處階段
- 作品目前處在實驗室實驗階段，該方法的可行性已經(jīng)得到證明，具體的熱浸鍍工藝還在實驗階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作生產(chǎn)
作品可展示的形式
- 磁盤、圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 該方法具有操作簡單、成本低、鍍層質(zhì)量好、控制容易等優(yōu)點。在制備形狀復(fù)雜、尺寸較大的產(chǎn)品時具有明顯優(yōu)勢。該產(chǎn)品可用作航空發(fā)動機(jī)葉片、汽車燃?xì)鉁u輪機(jī)的高溫部件、氣體燃燒器、噴管、高溫過濾器以及火花塞等。作為電阻發(fā)熱元件，被廣泛的應(yīng)用于高溫電阻爐的發(fā)熱元件，其最高使用溫度已經(jīng)達(dá)到1850℃。同時，還可用于難熔金屬和C/C復(fù)合材料的高溫抗氧化涂層材料。此外，還可以制作原子堆的熱交換器和電觸頭材料。市場前景非常廣闊。
同類課題研究水平概述
- 二硅化鉬高溫結(jié)構(gòu)材料在 1000 ℃以上的溫度條件下有著廣闊的應(yīng)用前景。引起了世界各國科學(xué)家的極大興趣和關(guān)注，并被廣泛的應(yīng)用到于航空航天、核能、冶金、化工、交通等領(lǐng)域。但是，二硅化鉬的室溫脆性、低溫氧化以及高溫強(qiáng)度低和易高溫蠕變等問題，常常使其應(yīng)用范圍受到限制，在一些特殊環(huán)境下使用時難以正常服役，導(dǎo)致器件的短壽命。因此 ，目前作為高溫結(jié)構(gòu)材料的研究，室溫增韌、低溫抗氧化與高溫補(bǔ)強(qiáng)是主要研究熱點和方向。主要的制備方法有熱壓燒結(jié)法、機(jī)械合金化法（MA）、熔鹽電沉積法、自艾延高溫合成法(SHS)、低真空等離子涂沉積法(LVPD)等方法。但是這幾種方法在制備高溫結(jié)構(gòu)材料的時候成本較高、反應(yīng)難以控制，難以制備出形狀復(fù)雜、尺寸較大的產(chǎn)品。本試驗試圖通過在Mo基體上進(jìn)行熱浸鍍滲Si、滲Al的方法，在基體Mo的表面形成一層Mo-Si-Al合金層，然后再利用高溫退火熱處理工藝對試樣進(jìn)行退火處理。制備出使用壽命長，機(jī)械加工性好、抗高低溫氧化能力強(qiáng)，室溫韌性好，高溫強(qiáng)度高的Mo-MoSi2復(fù)合高溫結(jié)構(gòu)材料，以滿足航空航天技術(shù)及其他特殊領(lǐng)域?qū)Σ牧系奶厥庖蟆?/dd>
