[发明专利]一种新型Si3N4增强MoSi2基复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及MoSi₂基复合材料技术领域，且公开了一种新型Si₃N₄增强MoSi₂基复合材料及制备方法，包括以下重量份数配比的原料：20～30份的纳米Si₃N₄粉末、2～5份的γ‑氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、5～8份的球形纳米Cu粒子、8～10份聚乙烯醇、60～70份的微米级MoSi₂粉末。本发明解决了目前制备出的Si₃N₄增强MoSi₂基复合材料，在整个温度范围内都呈现出脆性的技术问题。

技术领域

本发明涉及MoSi₂基复合材料技术领域，具体为一种新型Si₃N₄增强MoSi₂基复合材料及制备方法。

背景技术

现代航空航天系统中的某些结构部件要求材料，既能在高温下安全可靠的工作，又具有较低的结构自重，因此单位质量推力大的高温结构材料越来越引起关注。而二硅化钼(MoSi₂)是一种高熔点(2030℃)的金属间化合物，也是良好的集功能和结构为一体的新型材料，且二硅化钼(MoSi₂)不仅具有适中的密度(16.24g/cm³)、良好的导热性(在1100℃下为28.5W/m·k)，还可以在1200℃以上的温度下进行工作。

然而，目前限制二硅化钼应用的最大障碍有以下三个方面：(1)高温强度低；(2)中温(200～800℃)氧化速度快；(3)低温脆性大。为了改进二硅化钼材料的性能，可以在二硅化钼基体中加入增强相，进行两相复合，制备得到MoSi₂基复合材料。而Si₃N₄陶瓷极耐高温，强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降，受热后不会熔成融体，一直到1900℃才会分解，并有惊人的耐化学腐蚀性能，且Si₃N₄的理论密度为3.1g/cm³左右，所以Si₃N₄陶瓷可以用来增强MoSi₂基体。

但是由于MoSi₂与Si₃N₄不具有合金化的能力，所以不仅加工比较困难，而且制备出的Si₃N₄陶瓷增强MoSi₂基复合材料在整个温度范围内都呈现出脆性，因此，采用Si₃N₄陶瓷增强的MoSi₂基复合材料，作为结构材料使用，仍具有很大的风险。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型Si₃N₄增强MoSi₂基复合材料及制备方法，解决了目前制备出的Si₃N₄增强MoSi₂基复合材料，在整个温度范围内都呈现出脆性的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型Si₃N₄增强MoSi₂基复合材料，包括以下重量份数配比的原料：20～30份的纳米Si₃N₄粉末、2～5份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、5～8份的球形纳米Cu粒子、8～10份聚乙烯醇、60～70份的微米级MoSi₂粉末。

优选的，所述球形纳米Cu粒子的平均粒径在40～50nm范围内。