1. 研究目的与意义（文献综述）

sic陶瓷是一种广泛应用的高温结构陶瓷，不仅具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的。其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度最好的材料，抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的直到1750℃才强烈氧化。nial金属间化合物是一种新型的高温结构材料，由于其高熔点（1638℃），低密度（5.95 g /cm³），良好的导热性和优异的抗氧化性，但是，高温强度差并且在室温（rt）下严重缺乏断裂韧性和延展性使其商业应用受到妨碍。sic和nial的热膨胀系数差别很大，本文提出添加烧结添加剂mg₂si在1350℃、氩气、压力40 mpa的条件下采用放电等离子烧结技术烧结不同sic/nial配比的材料。通过改变烧结添加剂mg₂si的含量，研究添加剂含量对致密化的影响。

关于nial力学性能的提高，研究者们进行了很多研究。mukasyan和white[12]提出，钛合金部件与ni、al多层（nial相）反应产物在通过诸如电阻加热之类的附加动作在接合区域显着升高温度之后可以直接连接。simoes[13]等人使用ni/al多层膜在室温下以间接方式连接钛合金。jerzy morgiela, krzysztof marsb[14]等人使用ni/al多层代替粉末作为填料材料可以有效连接ti6al4v部件。
熔体浸渗法中,一般需要预先制备梯度陶瓷预制体,然后合金熔体在外界压力或毛细作用力下渗入陶瓷预制体中得到梯度复合材料,因此该方法又被称为“skeleton"法。2004年，韩国釜山国立大学kyung-moxcho等采用铝合金熔体无压渗入al-sic混合坯体中制得具有10层结构的梯度sic-ai复合材料，其陶瓷含量从90%逐层过渡到10%.

喷射共沉积法是指在喷射沉积过程中，把具有一定动量的颗粒增强相喷到雾化液流中，熔融金属和颗粒增强相共同沉积到较冷基底上，从而制备颗粒增强金属基复合材料的一种方法。具有颗粒增强相分布均匀、颗粒相与基体结合良好、无有害界面反应、氧含量及夹杂物污染度低的特性，并且通过控制增强相的引人量，可以获取增强相体积分数沿沉积物增长方向连续变化的功能梯度材料。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

（1）通过加入烧结助剂，在相同工艺条件下通过放电等离子烧结（SPS)工艺烧结不同SiC/NiAl配比的材料，实现其在相同条件下的致密化。研究助剂含量对致密化的影响。

（2）采用XRD、SEM、万能材料试验机、热性能测试仪等测试表征不同配比的SiC/NiAl复合材料的结构与性能

（3）SiC/NiAl梯度材料与Ti复合。表征材料的结构。

2.2 研究目标

制备出制备出不同配比的SiC-NiAl复合材料，表征其结构和力学性能；通过改变烧结添加剂Mg₂Si的含量，研究添加剂含量对致密化的影响。

2.3 拟采用的技术方案及措施

SiC-NiAl基复合材料设计与制备：

根据SiC、NiAl的密度。模具的大小计算出所需原料粉末SiC、NiAl的质量，添加不同含量的烧结添加剂Mg₂Si，观察烧结样品。

实验设计如下：

1. SiC（x wt%SiC，y wt%Mg2Si，x y=100%，x%lt;15%）；

   Ni3Al（Ni3Al：Al=1:2）；

2. 单层设计

3)加入φ20的石墨模具中，用等离子快速烧结（sps）烧结。

烧结制度：0-700℃；7min

700-1100℃；4min

1100℃；保温10min

1100-1350℃；3min

1350℃；保温15min

压力40MPa，保护气体：Ar

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第3－4周：按照设计方案，进行实验准备。

4. 参考文献（12篇以上）

1. heng zhang , heguo zhu , jiewen huang, jianliang li , zonghan xie, in-situ tib2 -nial composites synthesized by arc melting: chemical reaction, microstructure and mechanical strength, materials science amp; engineering a 719 (2018) 140–146.

2. jianting guo, zhensheng wang, liyuan sheng, lanzhang zhou, chao yuan, zhigang chen, li song, wear properties of nial based materials, progress in natural science: materials international 2012;22(5):414–425.

3. barick p, chakravarty d, saha b p, et al. effect of pressure and temperature on densification, microstructure and mechanical properties of spark plasma sintered silicon carbide processed with β-silicon carbide nanopowder and sintering additives[j]. ceramics international, 2016, 42(3): 3836-3848.