Ti3SiC2复合材料的研究进展

Ti3SiC2是一种具有优良性能的可加工陶瓷材料.通过与第二相的复合,Ti3SiC2复合材料克服了单一材料的某些缺点,扩大了Ti3SiC2的应用领域.颗粒弥散增强Ti3SiC2复合材料,相对于Ti3SiC2单相材料,具有更高的硬度、耐磨性和强度,但是损失了部分可加工性与韧性.Ti3SiC2作为超硬复合材料的结合剂,克服...     

放电等离子烧结Cu/Ti3AlC2的电性能及力学性能

以Ti3AlC2和Cu粉作为原料,使用放电等离子烧结制备Cu/Ti3AlC2复合材料,研究了不同烧结温度对复合材料的影响。结果表明,在750~800℃之间,Cu与Ti3AlC2之间会发生反应生成TiC相。同时随着温度在650~850℃不断增加,密度和抗弯强度不断增加在850℃达到最大值分别为8.33 g·cm^-3和531.4 MPa,而电阻率先减小在750℃达到最小值1.98×10^-7Ω·m后增加在850℃达到最大值6.47×10^-7Ω·m。Cu/Ti3AlC2复合材料性能随着温度的变化与其致密度和反应生成TiC有着密切的联系。     

炭纤维增强Cu/Ti3SiC2自润滑复合材料的研究

介绍了炭纤维的表面处理,炭纤维增强铜基复合材料的制备工艺与性能的研究进展.三元层状碳化物Ti3SiC2兼具金属和陶瓷的优良性能,更有意义的是它具有很好的自润滑性能和比传统的固体润滑剂石墨、二硫化钼更低的摩擦系数.将Ti3SiC2弥散强化Cu与炭纤维复合强化Cu结合,制备出的复合材料,可望有效提高其自润滑性能,被认为在许多领域有着广泛的应用前景.     

Ti_3AlC_2陶瓷的热压合成

以TiC-Ti-Al为反应体系,采用原位热压技术制备Ti3AlC2陶瓷。借助XRD分析相组成,并对实验现象进行分析。结果表明,TiC的加入,避免了Ti和C粉之间强烈的放热反应。通过降低初始压坯尺寸抑制了"热爆行为",有利于合成高纯Ti3AlC2。用大压坯时,"热爆行为"明显,产物由Ti3AlC2、TiC和Ti3Al相组成,Ti3AlC2含量少;用小压坯时,未发生"热爆行为",产物由Ti3AlC2和TiC相组成,Ti3AlC2相含量较高。     

离子辐照条件下Ti3AlC2的损伤机理研究

研究常温下He离子辐照对Ti3AlC2材料形貌和结构的影响并对其机理进行了分析.采用能量为70 keV,剂量为1×1017ions/cm2,位移损伤峰值为16.4 dpa的He离子注入Ti3AlC2材料;发现Ti3AlC2材料辐照损伤和He离子浓度有关,随着He离子浓度增大,辐照损伤程度越大;Ti3AlC2材料经过He离子辐照后产生会有孔洞、凸起和氦气泡产生;与此同时,Ti3AlC2结构上发生ɑ相到β相的转变,并对Ti3AlC2材料的损伤机理进行分析.     

热压烧结工艺制备Ti2AlC/Ti3AlC2陶瓷材料

以Ti，Al，C为原料，采用热压工艺制备出相组成为Ti2AlC/Ti3AlC2块体材料，合成材料的X—射线衍射和扫描电镜(SEM)分析的结果表明：当烧结温度为1400℃时，材料中的主晶相为Ti2AlC,大小为10μm的板状多晶体；而在1500℃的温度下烧结所得材料的主晶相为Ti3AlC2，其板状多晶体的晶粒尺寸平均约为20μm。     

工艺调控对原位合成Ti3AlC2陶瓷的影响

以TiC、Ti和Al粉为原材料,采用冷压预成型-热压辅助工艺原位制备Ti3 AlC2陶瓷.借助反应吉布斯自由能分析TiC-Ti-Al体系的合成机制,采用XRD和SEM分析工艺因素如升温速率、Al含量、烧结温度和压坯尺寸对原位合成Ti3 AlC2陶瓷的影响.结果表明,通过调控工艺,成功合成了高纯度Ti3 AlC2陶瓷,Ti3 AlC2具有典型的层状结构.该反应体系的最佳升温速率为:1000℃之前,20℃/min; 1000℃之后,10℃/min.用纳米TiC粉替代微米TiC粉,烧结温度由1450℃降至1350℃,且Ti3 AlC2的合成纯度更高.当采用大尺寸压坯时,发生了“热爆”现象,非平衡相较多,Ti3 AlC2的生成含量较低,且样品开裂严重.Ti3 AlC2的合成过程为:Ti与Al反应生成TiAl金属间化合物,接着TiAl与TiC反应生成Ti3AlC2.     

自蔓延高温合成Ti3AlC2 和Ti2AlC及其反应机理研究

以Ti,Al和C的粉体混合物为原料，在纯氩气气氛，25MPa压力，1600℃保温4h条件下，自蔓延高温合成了Ti3AlC2和Ti2AlCT，利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜（SEM）等手段对反应产物进行了研究，提出了自蔓延高温合成Ti3AlC2和Ti2AlC应具备的条件，并探讨了Ti，Al和C自蔓延高温合成Ti3AlC2和Ti2AlC的反应机理，结果表明，Ti3AlC2和Ti2AlC能够由Ti,Al和C元素经高温自蔓延合成反应来制备，其制备的必要条件是需要极快的加热速率以防止铝熔化并且改变钛的转移路线，Ti3AlC和Ti2AlC综合了金属材料和陶瓷材料的优点，成功的应用自蔓延高温方法合成Ti2AlC2和TiAlC必将成为该类材料纯块体的合成和制备提供好的原料，从而这类材料的实际应用将起到极大的推动作用。     

Ti3AlC2材料的制备及其高温抗氧化性能研究

以TiC粉、Ti粉和Al为原料,按TiC:Ti:Al=2:1:1(原子比)混合,采用真空热压烧结法制备Ti3AlC2材料.XRD和SEM分析表明,合成产物中几乎全为Ti3AlC2相,TiC含量极少,层片状的Ti3AlC2发育良好,晶粒细小,分布均匀.该材料在900 ℃宅气中断续氧化30 h后的氧化动力学遵循抛物线规律,氧化层主要成分为TiO2和Al2O3,与基体粘结紧密,起到良好的保护作用.     

原位热压2TiC/Ti/Al合成Ti3AlC2陶瓷

以2TiC/Ti/Al为组分采用原位热压技术制备Ti3AlC2陶瓷。采用XRD和SEM分析不同工艺时合成产物的物相组成和显微结构。结果表明：恰当的加压工艺和升温速率控制,能够合成高纯Ti3AlC2陶瓷。用TiC粉替代C和部分Ti粉有利于Ti3AlC2的原位合成。     

Ti3AlC2的制备与性能研究进展

综合介绍了新型陶瓷Ti3AlC2的研究进展。三元碳化物Ti3AlC2属于六方晶系，其晶体为层状结构。它同时兼有金属和陶瓷的优良性能，具有良好的导电和导热能力、高弹性模量和低维氏硬度、良好的抗破坏能力；能在室温下进行切削加工，在高温下能产生塑性变形；它还具有良好的高温稳定性和抗氧化性能。应用SHS、HIP、HP等方法可制备出高纯、致密的Ti3AlC2材料。     

Ti3SiC2/Al2O3复合材料的制备与性能研究

以TiC／TiO2/Si／Al／Ti等为主要原料，采用热压法原位合成Ti2SiC2／Al2O3复合材料，分别探讨了Al掺入量和工艺制度对Ti3SiC2/Al2O3复合材料物相、显微结构以及性能的影响。结果表明：原位合成制备的Ti3SiC2/Al2O3复合材料与传统方法合成制备的纯Ti3SiC2材料相比，材料的硬度和致密度均有很大的提高。     

酚醛树脂/Ti3C2TxMXene导电复合材料制备与性能

通过氢氟酸溶液刻蚀Ti3AlC2 MAX粉末制得Ti3C2TxMXene纳米片。然后,采用溶液共混的方法制备了酚醛树脂/Ti3C2TxMXene导电复合材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对其结构、微观形貌及性能进行表征。结果表明:Ti3C2TxMXene纳米片均匀分散在酚醛树脂里面,形成良好的导电通路。探讨Ti3C2TxMXene纳米片的用量对复合材料的导电性能和力学性能的影响。结果表明:酚醛树脂/Ti3C2TxMXene导电复合材料的电导率,冲击强度和拉伸强度随Ti3C2TxMXene纳米片含量的增加而逐渐增加;当Ti3C2TxMXene纳米片的含量为1.2%时,酚醛树脂/Ti3C2TxMXene导电复合材料的综合性能最优,此时酚醛树脂/Ti3C2TxMXene导电复合材料的电导率为4.36×104 S/m,冲击强度和弯曲强度分别为23.9 kJ/m2和65.9 MPa。     

球磨时间对Ti-Al-C系机械合金化粉体相组成和形貌的影响

采用Ti,Al和C元素粉体为反应原料,通过机械合金化方法制备出高纯度Ti3AlC2陶瓷粉体.研究球磨时间对Ti-Al-C系混合粉体相组成和形貌的影响,探讨合成Ti3AlC2的反应机理.研究表明:当机械合金化的其它参数不变,球磨时间4h时,原料粉体仍以单质形式存在;将球磨时间延长至4.5h时,此时混合粉体中Ti3AlC2含量提升到86wt％(质量分数,下同);4.5 h后,混合粉体中Ti3AlC2含量开始下降;通过对实验机理进行分析,单质粉体发生机械诱发自蔓延反应合成Ti3AlC2.     

TiH2做Ti源合成Ti2AlC/Ti3AlC2及热分析

廉价TiH2是制造钛粉的中间产物。本文用TiH2取代钛粉在常压下高温合成一种先进陶瓷材料-钛铝碳(Ti2AlC和Ti3AlC2)。以配料3TiH2/1.5Al/C或2TiH2/1.5Al/TiC为原料,在1400℃保温120 min可合成高纯Ti2AlC。原料3TiH2/1.2Al/2C在1400℃保温120 min和TiH2/1.2Al/2TiC在1350℃保温120 min均可制备高纯的Ti3AlC2。差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry)被用来分析Ti-Al-C反应体系热量变化。在配料3TiH2/1.5Al/C反应过程中,Ti2AlC合成反应的放热峰消失;表明TiH2脱氢反应所吸收的热量与TiC或Ti2AlC的合成反应所释放的热量相互弥补。以TiH2为Ti源在一定程度上不仅可以降低原料成本,还可以减少或避免大批量生产钛铝碳过程中的热爆现象。     

微波烧结制备Ti3SiC2-金刚石复合材料的显微形貌及界面反应机理

采用Ti3SiC2粉体和金刚石粉体为原料,通过微波烧结制备Ti3SiC2结合剂金刚石复合材料,研究金刚石的含量和粒度对该复合材料的物相组成与显微形貌的影响.结果表明,通过高温微波烧结Ti3SiC2结合剂金刚石复合材料,金刚石表面会形成不同的涂层,从而与基体结合剂结合良好.金刚石的粒度和含量对复合材料中基体组成和金刚石的表面涂层状态有显著影响.烧结过程中,金刚石会不同程度的影响Ti3SiC2的分解.Ti3SiC2分解后生成Si与TiC.当金刚石含量相同(10％)、粒度较粗(30/40)时,金刚石表面会形成钛硅相与SiC涂层组织;基体的主相为Ti3SiC2、钛硅相与SiC.当金刚石粒度较细(W20)时,金刚石表面的C元素充分地与Si反应生成SiC涂层,基体主相变成TiC和Ti3SiC2.当金刚石粒度适中(120/140目与170/200目)时,基体的主相为Ti3SiC2.选取金刚石粒度为170/200目、金刚石含量较低时(5％与10％),基体的组成为Ti3SiC2与少量的SiC.金刚石含量较高时(20％与30％),基体的组成为Ti3SiC2与少量的TiC和SiC.各试样中金刚石表面都会形成钛硅相与SiC涂层组织.     

MXene材料的制备及其对液体石蜡润滑性能的研究

本文以TiH2/2TiC/1.1Al的混合粉末为原料,在管式炉中通入氩气作为保护气氛,在1450℃保温2h制备出高纯Ti3AlC2.在室温下,将Ti3AlC2粉末浸入浓度为40％与50％的氢氟酸溶液中磁力搅拌24 h,选择性刻蚀掉Ti3AlC2结构中的Al元素,利用XRD和SEM来表征剥离产物,结果表明,Ti3AlC2的层状结构明显分离开来,成功制备出了类石墨烯的二维晶体材料MXene.利用万能摩擦磨损试验机测试了添加不同含量MXene的液体石蜡的润滑性能,结果表明,添加适量的MXene对液体石蜡的润滑性能有所改善.     

三元层状Ti2AlC陶瓷强化TiAl基复合材料的研究

三元层状Ti2AlC陶瓷作为H相的典型代表,兼具陶瓷和金属的优点,在TiAl基中引入部分Ti2AlC,制备的TiAl/Ti2AlC复合材料,兼具两者的优越性。简单介绍了Ti2AlC陶瓷的结构及其特性,同时叙述了其在制备TiAl基复合材料方面的研究进展,最后总结了其强化机制。     

放电等离子烧结制备Ti/Al2O3复合材料

Ti基金属复合材料是一种新型高温结构材料.本文利用放电等离子烧结技术,在温度1250℃、压力30MPa、真空度6Pa,保温时间10min条件下,制备了相对致密度较高的Ti/Al2O3复合材料.借助XRD,SEM,EDS等测试手段对该复合材料的物相组成、界面反应、微观结构以及致密度进行了观察与分析.结果表明:利用SPS技术制备Ti/Al2O3的复合材料,晶粒细小且分布均匀,结构致密、2相之间结合状态良好,相对致密度随材料中陶瓷相含量的增多而有所降低.Ti,Al2O32相之间无明显界面化学反应发生.     

Ti_2AlC陶瓷增强TiAl基材料的研究

国内外很多学者用自蔓延高温合成法、自蔓延高温合成同电弧熔炼铸造技术相结合法、放电等离子烧结等方法合成了TiAl/Ti2AlC复合材料。最近,作者以Ti、Al、TiC粉为原料,用原位热压的方法合成了该复合材料。本文综述了TiAl/Ti2AlC复合材料的几种制备方法、力学及抗氧化性能的研究情况。