熔滲反應(yīng)燒結(jié)制備Ti3AlC2材料及摩擦磨損性能研究.pdf

1、Ti3AlC2材料兼有金屬和陶瓷的許多特性，受到人們的廣泛關(guān)注。本文主要采用熔滲反應(yīng)燒結(jié)法制備Ti3AlC2材料，分別以Ti/Al/C和Ti/Si/Al/C為原料，通過(guò)調(diào)整原料組分的配比、燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間，確定合成Ti3AlC2的最佳工藝，并對(duì)其熔滲反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究，分析其可能的合成路徑。對(duì)合成的Ti3AlC2材料進(jìn)行了干摩擦磨損性能測(cè)定，分析載荷和速度對(duì)摩擦系數(shù)和磨損率的影響。為T(mén)i3AlC2材料的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。得出的主要結(jié)

2、論如下:
　　(1)以單質(zhì)Ti、Al、C粉為原料，組分的摩爾配比為n(Ti)∶n(Al)∶n(C)=3∶0.6∶1.8，采用熔滲反應(yīng)燒結(jié)法，在1300℃下熔滲燒結(jié)30min，可以制備出高純致密的Ti3AlC2材料，采用XRD衍射儀分析試樣的物相組成，測(cè)定Ti3AlC2的相對(duì)含量，采用阿基米德排水法測(cè)定試樣的氣孔率，測(cè)得Ti3AlC2相的百分含量為93.14％，氣孔率為7.4％。隨著Ti3AlC2相含量的增大合成的Ti3AlC2材料

3、的彎曲強(qiáng)度和硬度也隨著增加，最大可達(dá)到350MPa和167HB。
　　(2)反應(yīng)合成Ti3AlC2的合成機(jī)理為:當(dāng)加熱到660℃時(shí)，Al開(kāi)始熔化，熔化的Al包裹Ti并與之反應(yīng)生成TiAl3化合物，之后TiAl3與Ti反應(yīng)生成TiAl，并進(jìn)一步生成Ti3Al;同時(shí)，Ti與C反應(yīng)生成TiC;隨后可以通過(guò)兩條途徑合成Ti3AlC2:一是TiC與Ti-Al化合物反應(yīng)合成Ti3AlC2，一是Ti3Al與C反應(yīng)生成Ti3AlC和Ti3AlC2