Nb,Mo,Ti,Ta,W掺杂硅化石墨扫描电镜研究
摘要
以硅粉的1%,2%~10%(WB)将Nb,Mo,Ti,Ta,W等5种金属粉掺入硅粉中,用液硅渗透法(LSP)制备出系列掺杂硅化石墨样品。对这些样品抗折、抗拉强度测试结果表明:Nb(6%)-硅化石墨性能最优,抗拉强度提高了20%~27%;Mo(l%)、Mo(5%)掺杂效果次之;雨Ti(7%)、Ta(3%)、W(7%)等的掺杂反使材料强度降低。扫描电子显微镜(SEM)分析显示:Nb(6%)掺杂使抗拉强度增强的原因在于,新的铌与碳的闻隙化合物相的生成,减小了硅化石墨显微结构的尺寸,且使材料外层及内核结构均匀、致密、统一,因而能有效分散应力集中,缓冲裂纹扩张,增大承载截面,从而提高材料力学性能。相反Ti(7%)、Ta(3%)等掺杂后,尽管使材料外层结构致密,但内部结构疏松,晶粒、孔隙尺寸大小不一,形态各异,内、外结构极不统一,导致材料性能下降。