超细MoSi2的分散性研究
2021-11-21刘靠斌张建军陈卫华韦学龙杨先军
南昌航空大学学报(自然科学版) 2021年3期
刘靠斌,张建军,陈卫华,韦学龙,杨先军
(南昌航空大学 材料科学与工程学院,南昌 330063)
引 言
MoSi2具有较高的熔点(2030 ℃),高强度和良好的导热性等优点,是下一代高温材料的候选材料[1-6]。MoSi2基复合材料作为高温结构材料,在航空航天领域主要用作涡轮飞行器发动机的高温部件,如叶片、燃烧器、喷嘴、密封环等,在汽车领域主要用作涡轮增压器转子、气体阀门、火花塞和先进涡轮发动机高温部件等[7]。MoSi2有三大缺点:高温强度不足,室温韧性差,在400~800 ℃会发生Pest现象。为了解决这三大缺陷,首先要解决MoSi2的团聚问题。众所周知,当MoSi2晶粒尺寸减小到亚微米或纳米时,MoSi2陶瓷的硬度、抗弯强度和断裂韧性会显著提高。然而,当MoSi2粉体尺寸减小时易于发生团聚,在烧结过程中,导致材料局部过热,晶粒异常长大,降低MoSi2材料的致密度,从而降低其机械性能。因此,超细MoSi2粉的均匀性分散对提高烧结能力和力学性能起着至关重要的作用。
由于高的表面自由能,纳米颗粒容易形成团聚体[8-9],为了避免颗粒聚集,通常使用物理方法(如高能球磨、磁力搅拌、超声波)和化学方法(添加分散剂)来分散纳米颗粒。近年来,由于优异的化学性质,如稳定性和良好的润湿性,表面活性剂已成为分散纳米颗粒的有效分散剂,如阴离子、阳离子、聚合物和无机分散剂。纳米颗粒通过静电排斥或静电阻碍在液相介质中的分散已被广泛研究,悬浮液的稳定可以通过添加分散剂控制颗粒表面的静电荷,类似地,静态稳定可以通过添加分散剂来实现。……
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