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文 献 综 述一、碳化硅陶瓷的简介及研究意义SiC 陶瓷具有高强度、高模量、高硬度,良好的耐磨性和抗热震性能以及优良的导热、抗氧化和耐腐蚀性能,是最重要的高温结构陶瓷之一,已成为制造汽车和航天器发动机零部件或其它高温构件的主要侯选材料。
但是,陶瓷材料自身化学键的性质决定其在常温下有很高的硬度和很大的脆性,这种脆硬特性带来了陶瓷的难加工和加工损伤大的问题。
此外,陶瓷材料良好的耐磨性、耐蚀性和电绝缘性又给一些特种加工方法(磨削加工、化学加工和电加工等)带来困难[1]。
所以,用SiC陶瓷加工制造热机涡轮叶片等精度要求高、形状复杂的零部件是极其困难的,通常采用的是将其与Ni,Fe,Ti等高温金属及其合金件连接构成复合构件的方法制造。
在复合构件中,SiC部件和金属部件必须紧密结合在一起以防止因振动而在陶瓷部件中诱发应力,导致破坏。
作为目前应用最广泛的非氧化物增强材料, SiC在金属基复合材料的研究开发中发挥着十分重要的作用[2,10]。
二、研究现状及发展方向2.1 SiC/金属界面固相反应自上世纪80年代初,Jackson[15]等在研究SiC/Ni基合金界面固相反应时首次引入相平衡和平衡相图的概念以来,M(金属)-Si-C三元平衡相图已成为人们用以研究SiC/金属界面固相反应的一个极重要的工具。
通过对M-Si-C三元平衡相图等温截面进行分析,可以获得以下两点结论:(1)在组成相的金属硅化物和碳化物中,异类原子(C或Si)的固溶度非常小;(2)相图中如果存在三元相,它至少将与一个金属碳化物和一个金属硅化物相处于平衡。
例如在1400℃的Si-C-Cr系统中,三元相Cr5Si3C(T相)与金属碳化物Cr3C2, Cr7C3,以及金属硅化物Cr3Si, Cr5Si3 , CrSi处于平衡(见图1)[3]。
根据等温截面形状的不同, M -Si-C三元平衡相图可以分为两种类型。
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