Ti3AlC2的可控制备及性能研究

汪 钰，陈飞浩，张 哲，康小婷，强淑娟，艾桃桃

（陕西理工学院 材料科学与工程学院，陕西 汉中 723000）



Ti3AlC2的可控制备及性能研究

汪 钰，陈飞浩，张 哲，康小婷，强淑娟，艾桃桃

（陕西理工学院 材料科学与工程学院，陕西 汉中 723000）

摘要：本文利用Ti-1.2Al-2TiC体系的原位反应制备Ti3AlC2陶瓷。结果表明：理想的制备温度为1350 ℃，对应产物中Ti3AlC2的含量为90.62wt.%，其结构为典型的层状结构。密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为4.24 g/cm3、3.54 GPa、517.45 MPa和6.86 MPa·m1/2。

关键词：Ti3AlC2；显微结构；力学性能

E-mail:czhang@sit.edu.cn

0　引　言

本文利用Ti-Al-TiC体系的原位反应合成Ti3AlC2，研究烧结温度对合成产物相组成的影响，确定最佳烧结温度，进而研究该烧结温度对应产物的结构和力学性能。

1　实验方法

以商用TiC粉(纯度>99.5%，平均粒径为15 μm)、Ti粉(纯度>99.0%，过325目)和Al粉(纯度>99.8%，平均粒径＜55 μm)为原料，按照2TiC/ Ti/1.2Al称量后进行湿法球磨，采用不锈钢球磨罐和球石，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为2 h。混合好后低温干燥，然后过筛，再冷压成型，然后进行高温高真空烧结处理。设计了不同的烧结温度，保温2 h后随炉自然冷却即可。

采用日本理学D/max-2000PC X射线衍射仪进行物相分析，选用Cu的Kα射线，射线管工作电压和电流分别为40 kV和40 mA，扫描速度为8 °/min，采样宽度为0.02 °。样品断口喷Au后，采用日本电子株式会社JSM-6390F扫描电镜观察微观结构。

采用阿基米德法测量密度，使用光电分析天平进行质量称重，天平的精度达0.1 mg。利用HRD-150型显微维氏硬度计对切割、打磨、抛光后的样品进行硬度测试，压头为金刚石四棱锥体。测试五个点后取其平均值。三点弯曲法抗弯强度使用PT-1036PC万能实验机测试。样品打……