王超等：原位合成SiC颗粒增强MoSi,基复合材料的900℃长期氧化行为 ·1173· 10m 104m 10m 10μm 10m 10m 图56个样品氧化1000h后氧化膜表面的扫描电镜形貌.(a)MoSiC10:(b)MoSiC20:(c)MoSiC30:(d)MoSiC45:(e)WS:(f)MS Fig.5 SEM surface morphologies of samples oxidized for 1000h:(a)MoSiC10:(b)MoSiC20;(c)MoSiC30;(d)MoSiC45;(e)WS;(f)MS 此时的温度较高，Si对氧具有比Mo更大的化学亲 和力，而硅在高温下迁移到反应界面的速率相对较 MoO..SiO. 大，反应界面硅的浓度积累很高而氧分压很低，表现 Mo.SiO, 为硅的选择性氧化，并且最终两者的扩散速率达到 平衡.当硅发生选择性氧化后，SiO,氧化膜下部将 MoO,.SiO, 产生富Mo相，与图2的X射线光电子能谱和图3 Mo.Si.SiO, 的X射线衍射结果完全相吻合. 正是这种硅的选择性氧化在MoSi,的表面自发 2A MoSiz 形成一层致密的Si0,保护膜，使得材料在900℃具 有出色的抗氧化性. 另外，复合材料中含有一定量的SiC,从图2的 900 1200 1500 1800 2100 T℃ X射线光电子能谱和图3的X射线衍射结果表明氧 图6M-Si-0系中可能化合物在不同温度及氧分压下的化学 化膜中不含有基体相SiC,这主要是因为SiC的氧化 稳定性[2)] 开始于800℃左右，在900℃氧化，与氧作用遵循反 Fig.6 Chemical stability of possible compounds in Mo-Si-0 system 应(3)： at different temperatures and oxygen partial pressures SiC+202=Si02+C02 (3) 密Si02膜的形成，使材料在900℃氧化，即使经过 可见SiC的氧化产物中仍含有Si02相.这无疑 1000h的长期氧化，其氧化增重量仍很小，材料都表 又加快表面保护膜自发形成的速度，促进了连续致 现出优异的氧化抗力.王 超等: 原位合成 SiC 颗粒增强 MoSi 2 基复合材料的 900 益长期氧化行为 图 5 6 个样品氧化 1000 h 后氧化膜表面的扫描电镜形貌 郾 (a) MoSiC10;(b) MoSiC20;(c) MoSiC30;(d) MoSiC45;(e) WS;(f) MS Fig. 5 SEM surface morphologies of samples oxidized for 1000 h: (a) MoSiC10; (b) MoSiC20; (c) MoSiC30; (d) MoSiC45; (e) WS; (f) MS 此时的温度较高,Si 对氧具有比 Mo 更大的化学亲 和力,而硅在高温下迁移到反应界面的速率相对较 大,反应界面硅的浓度积累很高而氧分压很低,表现 为硅的选择性氧化,并且最终两者的扩散速率达到 平衡. 当硅发生选择性氧化后,SiO2 氧化膜下部将 产生富 Mo 相,与图 2 的 X 射线光电子能谱和图 3 的 X 射线衍射结果完全相吻合. 正是这种硅的选择性氧化在 MoSi 2 的表面自发 形成一层致密的 SiO2 保护膜,使得材料在 900 益 具 有出色的抗氧化性. 另外,复合材料中含有一定量的 SiC,从图 2 的 X 射线光电子能谱和图 3 的 X 射线衍射结果表明氧 化膜中不含有基体相 SiC,这主要是因为 SiC 的氧化 开始于 800 益左右,在 900 益 氧化,与氧作用遵循反 应(3): SiC + 2O2 = SiO2 + CO2 (3) 可见 SiC 的氧化产物中仍含有 SiO2 相. 这无疑 又加快表面保护膜自发形成的速度,促进了连续致 图 6 Mo鄄鄄 Si鄄鄄O 系中可能化合物在不同温度及氧分压下的化学 稳定性[22] Fig. 6 Chemical stability of possible compounds in Mo鄄鄄Si鄄鄄O system at different temperatures and oxygen partial pressures 密 SiO2 膜的形成,使材料在 900 益 氧化,即使经过 1000 h 的长期氧化,其氧化增重量仍很小,材料都表 现出优异的氧化抗力. ·1173·