超細(xì)Cu-Ti3AlC2復(fù)合粉體及其塊體材料的制備.pdf

1、已有研究表明，初始Ti3AlC2顆粒的細(xì)化程度和較高的表面活性，對于提高Cu/Ti3AlC2以及Ni/Ti3AlC2、 Fe/Ti3AlC2等復(fù)合材料的力學(xué)和電學(xué)性能具有顯著效果。但是由于發(fā)熱、氧化或鈍化等原因，用傳統(tǒng)的球磨方法很難使Ti3AlC2顆粒微細(xì)化并保持較高的表面活性。本論文探索了以Cu為球磨介質(zhì)，用高能球磨的方法制備Cu/Ti3AlC2混合粉末，使細(xì)化的Ti3AlC2顆粒保持了較高的表面活性;并用獲得的Cu/Ti3AlC2混

2、合粉末，在較低的燒結(jié)溫度下制備了Cu/Ti3AlC2復(fù)合材料。
　　研究結(jié)果表明:
　　1.對于給定的球磨設(shè)備和球/料比，球磨時間對Ti3AlC2顆粒以及Cu顆粒的細(xì)化有顯著的影響。在球/料比為20∶1的情況下，球磨2h和6h后顆粒的尺寸基本上沒有改變，而10h后顆粒尺寸明顯減小;其中，Ti3AlC2顆粒從初始的22.62μm減小到8.51μm。
　　2.Cu與Ti3AlC2的體積比對球磨后混合粉體的形貌和顆粒尺寸有顯

3、著的影響。由于破碎后顆粒表面活性的增大以及Cu的粘性，隨著Cu含量的增加，細(xì)化顆粒的二次團(tuán)聚體的尺寸明顯增大。
　　3.添加少量的硬脂酸，可有效地阻止Cu與Ti3AlC2細(xì)化后二次團(tuán)聚體的生成，并且Ti3AlC2及Cu的一次顆粒尺寸得到進(jìn)一步減小。
　　4.制備的Cu/Ti3AlC2混合粉末的燒結(jié)活性顯著增大。在950℃的燒結(jié)溫度和30 MPa熱壓下保溫1h，即可制備高陶瓷含量的Cu/Ti3AlC2復(fù)合材料。在燒結(jié)過程中，有

4、少量Ti3AlC2粉體和Cu反應(yīng)，生成Cu9Al4合金和TiCx相。
　　5.隨著球磨時間的延長，燒結(jié)后的復(fù)合材料的體積密度逐漸增加;球磨2h和球磨10h的20 vol.％ Cu/Ti3AlC2，其體積密度從4.71 g/cm3增大到5.43 g/cm3，而30 vol.％ Cu/Ti3AlC2從5.01 g/cm3增大到5.68 g/cm3。
　　6.球磨時間的延長和Cu含量的增加能有效改善Cu/Ti3AlC2復(fù)合材料的物