题目：片层状Nb-Nb5Si3自生复合材料组织特征和力学性能

铸态Nb-Mo-Si三元合金系中共晶组织(NbSS-Nb5Si3)呈典型的片层组织。以铸态Nb-Mo-Si三元合金为基础，利用真空非自耗电弧熔炼法制备了添加Cr、Al、Ti、Hf、B、Ge共六个系列的片层状Nb-Nb5Si3自生超高温复合材料。利用SEM，EDS，XRD等实验技术对铸造合金的相组成与组织形态进行了观察和分析，利用TEM对合金中NbSS与Nb5Si3两相的取向关系进行了分析。从铸态的六个系列合金中优选出三个共晶组织片层特征明显的合金成分，对其进行了1200℃×20h，1200℃×40h，1200℃×80h退火处理，对退火处理后的合金显微组织、相组成和室温力学性能进行了分析。 添加Al、 Ti、Hf、B、Ge这五个系列合金的组织由铌固溶体(NbSS)与Nb5Si3化合物两相构成，其铸造组织包含大量片层状共晶(NbSS-Nb5Si3)组织。添加Cr(1.5at.％)系列合金中相平衡关系不变，并且共晶组织存在片层特征；添加3at.％Cr合金的铸造组织中不仅存在NbSS和β-Nb5Si3，而且还出现少量Cr2Nb相，添加3at.％Cr使NbSS-βNb5Si3共晶组织失去了平直片层特征。少量Al(3at.％)和B(2at.％)添加能促进合金中片层共晶组织的形成。优选出三个共晶组织片层特征明显的合金成分为：Nb-17Si-10Mo-3Al，Nb-18Si-10Mo-2B，Nb-18Si-10Mo。 合金元素添加能够改变NbSS与Nb5Si3两相的取向关系。铸态Nb-20Si-10Mo合金片层共晶组织中Nb与β-Nb5Si3两相的取向关系为：[-1 1 1]Nb∥[1 1 1]Nb5Si3， (0 -1 1)Nb∥(1 -1 0)Nb5Si3；铸态Nb-17Si-10Mo-3Al合金片层共晶组织中Nb与-Nb5Si3两相的取向关系为：[0 1 3]Nb∥[1 1 1]Nb5Si3， (1 0 1)Nb∥(0 1 -1)Nb5Si3。 对Nb-17Si-10Mo-3Al，Nb-18Si-10Mo-2B，Nb-18Si-10Mo进行了1200℃×20h，1200℃×40h，1200℃×80h退火处理。随退火时间的延长，β-Nb5Si3完全分解为α-Nb5Si3。合金具有良好的组织稳定性，退火后合金组织形貌没有发生变化，仍保留有片层共晶特征。退火后合金的室温断裂韧性高于铸态合金，并且随退火时间的增加，室温断裂韧性增加。