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《2007年全国博士生学术论坛(材料科学与工程学科)论文集》2007年
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Si-TaSi_2共晶自生复合场发射材料的定向凝固行为

崔春娟  张军  苏海军  刘林  傅恒志  
【摘要】:难熔金属硅化物 TaSi_2具有较低的功函数、很高的熔点和电导率,且与硅有很好的结合强度,凶此 Si-TaSi_2 共晶自生复合材料是一种具有良好的应用前景的场致发射材料。采用电子束悬浮区熔技术(EBFZM)在凝固速率 R=0.3~9.0 mm/min 范围内,均可获得 Si-TaSi_2共晶自生复合材料,具有高精确取向的 TaSi_2纤维在硅连续基体中均匀分布。Si 和 TaSi_2两相均具有高的熔化熵,晶体生长方式均为小平面生长。按照传统的共晶凝固理论,二者无法共生,不能形成规则共晶。然而实际上 Si-TaSi_2共晶自生复合材料表现出规则的相分布和相界面形状,共晶两相之间具有择优取向关系。借助扫描电镜(SEM)、EDS 和 HRTEM 分析了凝固组织的相组成及两相界面的微观结构,并对凝固不同阶段的组织形貌进行研究。结果表明,由于 EBFZM 较高的温度梯度和定向凝固过程中强烈的方向性热流极大地抑制了小平面相生长的各向异性,发生了小平面相-非小平面相的转变,最终形成了规则共晶组织。

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