本项目以难熔金属材料领域所瞩目的烧结钼为研究对象,以先进的现代检测设备为手段,以钨钼的强韧化理论和纳米改性理论为基础,采用显微分析方法和断裂力学方法,重点研究烧结钼中La2O3/MoSi2复合纳米微粒在应力场和温度场作用下与基体发生原位反应,引起微结构调整的规律以及微结构与性能的关系,揭示出La2O3/MoSi2复合纳米微粒对烧结钼的强韧化机理,为丰富和发展高温结构材料的强韧化理论作出贡献。
本项目采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段系统研究了La2O3/MoSi2复合纳米微粒强韧化烧结钼材料的制备及强韧化机理,结果表明 (1)在钼粉制备过程中,钼酸铵原料粒径有"遗传"性,原料形貌无"遗传"性;控制MoO3还原为MoO2的主要步骤为界面化学反应,控制MoO2还原为Mo的主要步骤为内扩散;钼粉平均粒度、氧含量、松装密度与各工艺参数的回归方程经统计检验是高度显著的;优化后的工艺参数区间经检验是合理的。 (2)通过自蔓延高温合成和机械合金化制备出的La2O3/MoSi2复合纳米微粒尺寸为120nm左右,烧结钼的最佳烧结温度为1800℃,烧结时间为1.5h;La2O3/MoSi2复合纳米微粒的含量为1.0wt.%时,综合性能指标最好。 (3)La2O3在烧结钼中是独立存在,MoSi2将以Mo5Si3的形式存在;晶粒细化和杂质在La2O3/MoSi2复合纳米微粒的偏聚是造成烧结钼韧性提高的重要原因。以上研究结果对优质钼粉制备以及丰富和发展高温结构材料的强韧化理有一定借鉴作用。