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。     

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.     

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。     

三元Ti3AlC2陶瓷的原位合成与表征

本文利用TiC-Ti-Al体系的原位反应结合热压技术制备Ti<,3>AlC<,2>陶瓷.采用XRD和SEM分析产物的相组成和显微结构,并测量其密度和抗压强度.结果表明:经1450℃/2 h烧结后,产物主要由片状Ti<,3>AlC<,2>相和少量的TiC颗粒组成,密度约4.21 g/cm<'3>抗压强度达270.358 MPa.     

掺杂硅热压工艺烧结制备Ti2AlC陶瓷材料

以Ti、TiC、Al为原料,采用热压工艺制备出相组成为Ti2AlC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,为10μm大小的板状多晶体;而在1500oC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。掺加硅时,随着温度的提高有利于Ti3AlC2的生成。     

新型层状陶瓷Ti3AlC2的研究进展

综述了可加工性Ti3A1C2陶瓷的研究进展。三元碳化物Ti3AlC2属于六方晶体结构，空间群为P6 3／mmc。它具有许多优良的性能，有较高的强度和弹性模量，还有高的导热和导电系数。室温下有抗损伤能力，高温下有良好的抗氧化性及显著的塑性变形。应用SHS、HP／HIP及SPS(等离子放电烧结)可制备该化合物。用HIP及SPS可制备高纯、致密的Ti3A1C2陶瓷材料。     

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.     

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。     

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.     

Ti3AlC2陶瓷力学性能强化研究进展

Ti3AlC2具有由边缘共享的Ti6C八面体和二维密排的Al平面交替堆积而成的六方层状特殊结构,既具有陶瓷的熔点高、弹性模量高、耐腐蚀和高温抗氧化能力强等特点,又兼具金属的导电导热性好、剪切模量高和可加工性能优异等优点,被广泛用作高温涂层材料、高温结构材料、化学防腐材料、电极电刷材料、受电弓材料和MXene前驱体材料等...     

热压工艺制备高纯致密Ti3AlC2材料

原料配比为n(TiC)：n(Ti)：n(Al)：n(Si)=2：1：1：0．2的起始混合粉料在1300--1500℃温度下，30MPa压力下热压2h制得高纯致密Ti3AlC2块体材料。添加适量硅作助剂显加快Ti3AlC2的反应合成，使Ti3AlC2在1200℃的温度下大量生成，能谱仪分析表明Si在材料中均匀分布。1300℃和1400℃烧结所得Ti3AlC2颗粒均呈六方板状结晶形貌，其在平面内尺寸大小分别为3～6μm和10～20μm。     

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。     

TiB2对放电等离子烧结法合成Ti3AlC2/TiB2复合材料性能和结构的影响

放电等离子烧结合成了Ti_3AlC_2/TiB_2复合材料,对其进行了密度、硬度、相含量、断裂韧性和弯曲强度以及微观结构的测试,比较系统地研究了TiB_2对Ti_3AlC_2/TiB_2复合材料性能和结构的影响。实验结果表明:在Ti_3AlC_2中添加适量的TiB_2,可以在断裂韧性略有降低的情况下,得到高硬度和高弯曲强度的致密的Ti_3AlC_2/TiB_2复合材料。     

新型层状陶瓷Ti2AlC的合成和性能研究

国内外许多材料科学工作对层状陶瓷Ti2AlC的合成进行了大量的研究。他们分别采用了自蔓延（SHS），热压（HP），热等静压（HIP）等法，合成了该化合物，用HIP法能制备出高纯，致密的Ti2AlC陶瓷，最后，作以Ti/Al/C元素粉为原料，采用原位热压的方法，成功地合成了多晶Ti2AlC块状材料。     

三元层状Ti2AlC陶瓷材料的合成制备研究

以Ti，Al，C微粉为原料，分别采用放电等离子(SPS)烧结工艺和热压工艺(HP)烧结制备Ti2AlC层状陶瓷材料。X射线衍射和扫描电镜(SEM)分析的结果表明：采用放电等离子(SPS)烧结工艺时，能够在1100℃的温度下制备高纯、致密Ti2AlC材料。采用热压工艺时，则很难合成高纯的Ti2AlC陶瓷材料。     

Ti3SiC2/SiC复合材料的抗高温氧化性研究

采用反应热压烧结法制备Ti3 SiC2/SiC复合材料,针对不同SiC含量的Ti3 SiC2/SiC复合材料在1100 ～ 1500℃下恒温氧化20h的氧化行为进行了研究.结果表明:(1)适量SiC的引入能有效的提高Ti3 SiC2/SiC复合材料的抗高温氧化性能;(2)复合材料的氧化膜分内外两层,外层成分为TiO2,逐渐向内层过渡为TiO2和SiO2的混合物.     

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。     

Ti3AC2(A=Si,Al)结构、弹性和电子性质的第一性原理研究

采用第一性原理方法,系统地研究了MAX相材料Ti3AC2(A=Si,Al)的结构、弹性和电子性质.对比LDA和GGA计算结果可知,采用GGA近似得到的结果更接近实验值.计算分析了Ti3AC2(A=Si,Al)的弹性性质,并根据弹性常数证明了其力学稳定性.此外,还从电子态密度和Mulliken布居分析的角度考察了Ti3AC2(A=Si,Al)的电子性质和价键特性,认为其具有共价键、离子键和金属键的综合性质.本文计算结果与文献报道吻合较好.     

高压下Ti2AlC结构、弹性和电子性质的第一性原理研究

采用第一性原理方法,研究了高压下Ti2AlC的结构、弹性和电子性质.结果表明,Ti2AlC的晶格常数a、c和体积V均随着外压的增大减小,且c比a减小幅度略大,表明Ti2AlC在c轴方向比a轴方向更容易被压缩,体现了该材料的各向异性.计算了Ti2AlC的弹性常数、体模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比等弹性性质,发现这些弹性性质均随着外压的增加而增大,并根据弹性常数证明了Ti2AlC在0～50 GPa范围内均是力学稳定的.此外,还从电子态密度的角度考察了Ti2AlC的电子性质,认为其具有共价键和金属键的双重性质,并发现在0～50 GPa范围内压力对Ti2AlC的态密度性质影响较小.