Ti3AlC2的制備及其燒結(jié)機(jī)理研究.pdf

1、Ti3AlC2作為一種新型的MAX相陶瓷材料，它綜合了陶瓷和金屬的性能:具有良好的燒結(jié)性、可加工性和自潤滑性等特點(diǎn)，在低摩擦系數(shù)材料、高溫結(jié)構(gòu)材料和電接觸材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文主要研究了Ti3AlC2粉末的制備工藝及其燒結(jié)機(jī)理。
　　以Ti，Al和TiC為原材料，摻入適量的Si、Sn添加劑，通過高溫?zé)o壓煅燒制備Ti3AlC2粉末。并且系統(tǒng)的討論了球磨工藝、煅燒溫度、保溫時(shí)間、原料配比和元素添加劑對(duì)合成Ti3

2、AlC2純度的影響。利用熱壓法研究了Ti3AlC2粉末不同溫度下的燒結(jié)機(jī)理，以及不同溫度對(duì)材料的相對(duì)密度、導(dǎo)電率、維氏硬度和抗彎強(qiáng)度等的影響。利用場(chǎng)發(fā)射掃面電鏡，X射線衍射儀等研究了材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能的變化機(jī)理，采用透射電子顯微鏡高倍圖并結(jié)合電子衍射花樣，探討了Ti3AlC2的晶體結(jié)構(gòu)。
　　結(jié)果表明:Ti/Al/TiC摩爾比為1∶1.2∶2，煅燒溫度為1300℃，保溫時(shí)間為30min時(shí)，合成的Ti3AlC2粉末純度最高;添加少

3、量的Si粉和Sn粉可以降低煅燒溫度，促進(jìn)中間產(chǎn)物向Ti3AlC2轉(zhuǎn)化;在1300℃下合成的Ti3AlC2粉末材料具有典型的層板結(jié)構(gòu)，且隨著燒結(jié)溫度的升高，晶粒尺寸變大，層板厚度也逐漸增加。
　　用熱壓法制備了1100-1400℃燒結(jié)溫度下的Ti3AlC2塊體試樣，結(jié)果表明在1300℃熱壓制備的Ti3AlC2塊體具有較好的綜合性能，其相對(duì)含量和相對(duì)密度分別可達(dá)96.4％和99.9％，其維氏硬度和三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度分別為5.7GPa和630