张爱军，韩杰胜，马文林，孟军虎

(1中国科学院 兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，兰州 730000；2中国科学院大学，北京 100049)



Nb-Si超高温材料的放电等离子烧结(SPS)工艺研究

张爱军1,2，韩杰胜1，马文林1，孟军虎1

(1中国科学院 兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，兰州 730000；2中国科学院大学，北京 100049)

以Nb，Si粉末为原料，采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了二元Nb-Si超高温材料，研究了烧结温度、保温时间、加热速率和冷却速率等工艺参数对材料物相组成、微观组织和室温力学性能的影响。结果表明：烧结温度在1300℃以上时，材料主要由Nbss(铌基固溶体)和α-Nb5Si3两相组成，材料的致密度和室温力学性能随着烧结温度的升高而不断提高，在1600℃制备的材料力学性能最好；在1600℃时，随着保温时间的延长，材料的物相组成和微观组织基本没有变化，而其力学性能有小幅度提高；较慢的加热速率和烧结完成后较快的冷却速率均有利于提高材料的室温力学性能。应用优化后的SPS工艺，制备出了室温综合力学性能优异的Nb-Si超高温材料。

Nb-Si超高温材料；SPS工艺；力学性能；微观组织

Nb-Si基超高温材料具有较高的熔点、适中的密度和优良的高温强度，是最有希望代替镍基高温合金的新一代高温结构材料，目前得到了国内外学者的广泛关注[1-3]。Nb-Si基超高温材料主要由金属间化合物Nb5Si3和Nb基固溶体(Nbss)两相组成，利用高熔点、高强度的金属间化合物Nb5Si3相保证材料的高温强度，而Nbss相可提高材料的室温韧性[3,4]。并且根据……