梯度复合材料喷射成形与纳米结构可控制备及烧结过程研究

SiC/Ti3SiC2梯度复合材料作为一种极具潜在应用前景的国防和航天材料受到世界各国的日益关注，尤其是作为新型装甲材料和替代高温超合金方面更是存在着迫切的现实需求。但是其制备工艺仍存在很多问题，目前采用长时间高温粉末烧结，结果导致Ti3SiC2分解，SiC晶粒长大。由于两者热膨胀系数相差大，在烧结冷却过程中体材料和界面处产生大的残余应力，导致高强韧特性显著降低。针对目前制备工艺无法解决这一问题，本项目提出了喷射成形与控制SiC纳米化制备思路。通过喷射成形实现梯度的无极分布，消除层界应力。控制反应烧结动力学过程实现SiC纳米化，从而在基体晶界上施加压应力，在不引起晶粒开裂的基础上，增强晶界强度。重点研究反应成核和晶粒生长之间存在的动力学窗口，实现两种动力学过程分离，建立制备技术并获得高强韧特性的梯度复合材料。