自蔓延高溫合成Ti3AlC2的影響因素研究.pdf

1、新型三元層狀碳化物。Ti3AlC2由于同時具有金屬和陶瓷的優(yōu)異性能而受到了國內(nèi)外材料科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。它像金屬一樣，在常溫下具有良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，有較低的Vickers硬度，在高溫下具有良好的熱震性，并且具有優(yōu)于石墨和MoS2的自潤滑性能，能夠在不需要外界潤滑的條件下用高速鋼刀具對其進(jìn)行加工；Ti3AlC2又像陶瓷一樣，具有高的熔點(diǎn)、高的強(qiáng)度以及良好的抗氧化性能等。這些優(yōu)異的性能預(yù)示著Ti3AlC2材料具有非常廣闊的應(yīng)用前景。到

2、目前為止，人們采用熱壓燒結(jié)(HP)、熱等靜壓(HIP)、放電等離子燒結(jié)(SPS)以及自蔓延高溫合成(SHS)等多種方法對其進(jìn)行制備，期望得到純度較高的Ti3AlC2材料，但相關(guān)的產(chǎn)物中多伴有雜質(zhì)的生成，純度不是很高。為此本文重點(diǎn)研究了摻雜組元在自蔓延高溫合成(SHS)Ti3AlC2材料時的影響作用。
　　 本文以Ti粉、Al粉、C粉和TiC粉末為原料，采用自蔓延高溫合成的方法合成Ti3AlC2。在原料配比一定的情況下，研究Sn和

3、Si兩種元素的摻雜對最終產(chǎn)物純度的影響，并討論了在反應(yīng)過程中Sn和Si的作用。最后向2Ti/Al/C原料中同時摻雜了兩種元素來制備高純度的Ti3AlC2材料，并應(yīng)用XRD、SEM和DSC等方法對不同參數(shù)下產(chǎn)物的相組成、微觀形貌及反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　 研究結(jié)果表明：在向Ti-Al-C原料中單獨(dú)摻雜Sn或Si時，2Ti/Al/C/0.9TiC/0.3Sn和2Ti/Al/C/0.1Si兩種配料體系以10:1的球料比，150r/m