放电等离子烧结制备Sn微合金化Ti3AlC2/TiAl复合材料的微观组织演变和力学性能

目的 采用放电等离子烧结（SPS）法,引入增强相Ti₃AlC₂制备Ti₃AlC₂/Ti Al复合材料,添加Sn元素进行微合金化并加速复合材料烧结致密化过程,优化Ti Al合金的力学性能和高温抗氧化性能,并探索高效制备技术。方法 以Ti-48Al-2Cr-2Nb、Ti₃Al C₂和Sn粉为原料,通过引入2%（质量分数）Sn元素,促进烧结致密化并降低烧结温度,在900～1 300℃的温度范围内烧结,研究不同烧结条件下材料的微观组织和力学性能,并对900℃高温抗氧化性能进行评估。结果 未添加Sn元素时,复合材料孔隙较多,致密度为92.3%,添加Sn元素后,致密度提高至99.5%。复合材料的抗压强度和压缩率随着烧结温度的升高而增大,在1 300℃/50 MPa/10 min的烧结条件下,复合材料的抗压强度和压缩率分别达1 672 MPa和21.4%。在900℃氧化300 h后,复合材料表面形成致密的Al₂O₃保护层,阻止O原子进一步向基体扩散,氧化增重仅为1.37%,显著低于Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的2.94%。结论 增强相Ti₃AlC₂的引入和Sn微合金化显著提升了Ti Al基复合材料的致密性、力学性能和抗氧化性。SPS技术是一种高效制备高性能Ti Al基复合材料的手段,为其在高端装备中的应用提供了新思路。