层状三元碳化物Ti3SiC2及其制备研究

三元碳化物Ti3SiC2属于层状六方晶体结构，空间群为P63／mmC；它同时具有金属和陶瓷的优良性能，有良好的导电和导热能力，在室温下可切削加工，在高温下有良好的热稳定性和塑性变形能力，还具有优异的抗氧化性能，抗热震等；应用CVD、SHS、HP／HIP等方法可制备该化合物，用HIP方法能制备高纯、致密的Ti3SiC2陶瓷。最近，以元素单质粉为原料，采用放电等离子烧结工艺成功制备了高纯Ti3SiC2材料。     

Si对热压法制备Ti3SiC2/SiC复合材料的影响

通过热压法制备了Ti3SiC2／SiC复合材料,并通过扩散偶实验及组织观察,探讨了Si元素对热压制备Ti3SiC2／SiC复合材料的反应过程及组织的影响．结果表明,Si元素在反应过程中起主要作用,决定着反应进行的速度与方向．而且随着反应物中Si量的增加,更有利于Ti3SiC2／SiC复合材料的形成．     

Ti3SiC2/TiB2复合材料的制备及其组织和力学性能

以2TiC／Ti／Si／0．2Al／TiB2粉为原料，采用热压烧结工艺成功制备了Ti3SiC2／TiB2复合材料。结果表明：不同TiB2含量的试样中主晶相为Ti3siC2与TiB2两相，没有发现其它杂质相；当复合材料中TiB2的体积分数为10％时，其硬度、抗压强度、弯曲强度、断裂韧性都有显著的提高。经热处理后，Ti3SiC2／10％TiB2复合材料的弯曲强度由367．5MPa     

Al2O3对3Ti/Si/2C体系自蔓延高温合成Ti3SiC2的影响

以3Ti/Si/2C粉体为原料,通过自蔓延高温合成技术合成了Ti3SiC2材料。研究了Al2O3助剂对自蔓延高温合成Ti3SiC2的影响。研究结果表明,3Ti/Si/2C粉体会发生自蔓延反应,产物的组成相为TiC、Ti3SiC2和Ti5Si3,产物中Ti3SiC2含量约为23%。添加适量的细粒度Al2O3可显著促进反应合成Ti3SiC2,3Ti/Si/2C/0.1Al2O3原料反应后得到的产物中Ti3SiC2含量达64%。     

热压烧结Ti3SiC2材料的性能

热压烧结n(TiC)∶n(Ti)∶n(Si)∶n(Al)=2∶1∶1∶0.2的混合粉末制备了含铝Ti3SiC2材料并研究了它的力学性能、电性能、热性能和高温氧化性能。该试样的抗压强度、弯曲强度、断裂韧性和维氏硬度分别为854MPa、420MPa、5.8MPa·m1/2和3.5～5.0GPa;25℃和800℃时的电导率分别为4.3×106S/m和1.0×106S/m;热膨胀系数为9.0×10-6/K。固溶在基体中的Al改变了材料的氧化机理,氧化过程中Al的向外扩散代替了Ti的向外扩散,并在表面形成致密以αAl2O3为主要成分的氧化膜,提高了材料的抗氧化性能。     

Si和Al对机械合金化合成Ti3SiC2的影响

采用3Ti／Si／2C单质粉体为原料,进行机械合金化,以合成Ti3SiC2粉体。研究了Al和过量Si对机械合金化合成Ti3SiC2的影响。研究结果表明,机械合金化单质混合粉体,会诱发自蔓延反应。反应后产生大量坚硬的颗粒状产物。机械合金化3Ti／Si／2C粉体,会产生组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉体与颗粒产物。添过量Si并不会促进机械合金化反应合成Ti3SiC2。添适量Al可消除硅化物,明显促进反应合成Ti3SiC2。采用3Ti／Si／2C／0．15Al粉体作原料时,颗粒产物中Ti3SiC2含量最高,为92．8wt％;而采用3Ti／Si／2C／0．20Al粉体作原料时,粉体产物中Ti3SiC2含量最高,为61．9wt％。     

Electronic Structure and Chemical Bond of Ti3SiC2 and Adding Al Element

The relation among electronic structure, chemical bond and property of Ti3SiC2 and Al-doped was studied by density function and discrete variation （ DFT- DVM） method. When Al element is added into Ti3 SiC2 , there is a less difference of ionic bond, which does not play a leading role to influent the properties. After adding Al, the covalent bond of Al and the near Ti becomes somewhat weaker, but the covalent bond of Al and the Si in the same layer is obviously stronger than that of Si and Si before adding. Therefore, in preparation of Ti3 SiC2 , adding a proper quantity of Al can promote the formation of Ti3 SiC2 . The density of stnte shows that there is a mixed conductor character in both of Ti3 SiC2 and adding Al element. Ti3 SiC2 is with more tendencies to form a semiconductor. The total density of state near Fermi lever after adding Al is larger than that before adding, so the electric conductivity may increase after adding Al.     

Ti_3SiC_2陶瓷的制备、性能与应用

三元化合物Ti3SiC2兼具金属和陶瓷材料的一些优异特性,综合评述了其晶体结构、基本特性、合成与制备方法、性能以及应用,并提出了今后研究的方向.     

Ti3SiC2及Ti3SiC2基复合材料的研究现状及发展

介绍了Ti3SiC2陶瓷材料的微观结构与性能，认为该材料良好的综合性能有望解决陶瓷材料的脆性问题．并概述了Ti3SiC2及Ti3SiC2基复合材料各种制备方法的特点和研究状况、应用前景和发展趋势．     

Preparation of Ti3SiC2 with Aluminum by Means of Spark Plasma Sintering

Polycrystalline bulk Ti3SiC2 material with a high purity and density was fabricated by spark plasma sintering from the elemental powder mixture with starting composition of Ti3Si3Si1-xAlxC2 , where x = 0. 05 -0.2. X-ray diffraction patterns and scanning electron microscopy photographs of the fully dense samples show that a proper addition of aluminum promotes the formation, and accelerates the crystal growth rate of Ti3SIC2, conse-quently results in a high purity of the prepared samples. The synthesized Ti3 SiC2 is in plane-shape with a size of about 10- 25μm in the elongated dimension. Solid solution of aluminum decreases the thermal stability of Ti3SiC2, and lowers the temperature of Ti3SiC2 decomposeing to be 1300 ℃ .     

Cu-Ti3SiC2复合材料真空热压法制备及性能研究

Ti3SiC2是一种具有MAX层状结构的先进材料,兼具金属与陶瓷的双重性能。将Ti3SiC2作为弥散强化相与Cu复合制备金属基复合材料,综合力学性能较好,有望在电接触材料中有较好的应用前景。采用热压烧结法制备Cu-Ti3SiC2复合材料,试验证明Cu-Ti3SiC2复合材料的最佳烧结工艺为:烧结温度750℃,压力30 MPa,保温30min,制得复合材料的组织均匀,团聚较少。其次研究了Ti3SiC2含量对复合材料硬度、电阻率等性能的影响,随着Ti3SiC2的体积分数的增加,硬度先增加后降低,相对密度和抗弯强度呈减小趋势,电阻率增加;通过微观显微分析,Cu-Ti3SiC2致密度随Ti3SiC2含量增加而下降。     

Ti3AlC2的合成及热性能研究

以TiC／Ti／Al／Si粉为原料,采用热压工艺成功制备了高纯度致密的Ti3AIC2块体材料,其制备的最佳温度为(1300∽1500)℃,引入适量的Si能促进Ti3AIC2的合成．也讨论了该样品在不同温度下测定的热容和热导率,说明Ti3AlC2具有优良的导热性能。     

机械诱发自蔓延反应合成Ti3AlC2的机理研究

以3Ti／Al／2C粉体为原料,采用机械合金化的方法以合成Ti3AlC2材料。研究结果表明,在机械合金化过程中诱发自蔓延反应,反应会产生大量坚硬的小块体颗粒,大小约为0．2-11mm。粉体的组成相为TiC、Ti3AlC2、Ti2AlC,而块体仅含有TiC和Ti3AlC2。获得的粉体和块体产物中Ti3AlC2含量分别约为63wt％和84．8wt％。提出了一个机械诱发自蔓延反应合成Ti3AlC2的反应机制,即Ti3AlC2是从固相TiC与Ti-Al液相中形核并长大。     

利用化学方法制备ρ-Al2O3

以氯化铝为起始原料，采用化学沉淀和真空加热法制备了中间体ρ-Al2O3，通过水化质量半加测定了合成物中ρ-Al2O3的含量，并采用XRD研究了合成温度对产物的晶体结构的影响规律，同时采用DTA分析方法对合成产物水化特征及其相互转变进行了表征。     

Bi4Ti3O12粉体的性能、应用及制备

介绍了钛酸铋粉体的结构、性能及应用，并重点介绍了钛酸铋粉体的几种主要制备方法。     

热分解法合成制备Ti/RuO2-HfO2的工艺优化与电容性能研究

通过热分解法制备Ti∕RuO2-HfO2二元复合氧化物涂层,利用XRD对涂层组织结构进行表征,通过循环伏安和充放电曲线分析对涂层的超电容性质进行研究。实验结果表明,Hf的加入有利于非晶态组织的形成;随着Hf含量的增加,电极比电容呈现先增大后减小的变化趋势,当Hf含量为50%时,电极比电容最大;Hf具有促进电化学稳定性的作用。