Ti_3AlC_2陶瓷材料的研究进展

介绍了三元层状Ti3AlC2陶瓷材料的制备技术、性能及应用。     

Al掺杂对Ti_3SiC_2陶瓷制备和性能的影响

采用热压烧结法制备了Al掺杂的Ti_3SiC_2陶瓷,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、矢量网络分析仪等,分别对所制备的样品进行了表征和抗氧化性能、微波介电性能测试。结果表明:所制备的Al掺杂陶瓷具有相当高的Ti_3SiC_2质量分数,陶瓷晶粒呈现明显的层状特征。相比于未掺杂样品,通过Al掺杂途径,可显著提高Ti_3SiC_2陶瓷1200℃高温下的抗氧化性能,并使Ti_3SiC_2陶瓷的介电常数实部ε'和虚部ε"值大幅度增加,其在8.2~12.4 GHz频率范围的均值分别为60.8和6.28。     

阳极氧化Ti_3SiC_2制备纳米孔阵列EI北大核心CSCD

以NH4F和乙二醇为电解液,采用阳极氧化法在Ti_3SiC_2表面制备纳米多孔结构,研究阳极氧化电压、电解液浓度和氧化时间对纳米多孔结构形成的影响。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对纳米多孔结构进行表征。结果表明:孔径随着氧化电压的升高而增大,且延长氧化时间有利于制备孔径均匀的纳米孔;Ti_3SiC_2试样经阳极氧化后除含有Ti、Si、C元素外,还含有O元素,且以TiO_2的形态存在。     

Ti3SiC2粉末的制备及反应机理的研究进展

近年来层状结构的Mn 1AXn陶瓷因为同时具有金属和陶瓷的优异性能而引起了材料学和物理学领域的高度重视.由于其独特的性能,可以预料Mn 1AXn将成为重要的高温结构陶瓷和功能材料.而Ti3SiC2正是这类材料中最有前景的材料之一.本文从Ti3SiC2材料的电子结构和制备工艺入手,对Ti3SiC2的制备现状特别是粉末的制备进行了综合评述,并且对反应机理的研究进展进行了概述.     

三元层状固体润滑Ti3SiC2复合材料的制备与摩擦学研究进展

Ti_3SiC_2作为一种新型的陶瓷材料,兼具金属和陶瓷的双重性能,同时也由于具有良好的导电导热性、低密度、机械可加工性、优异的抗热震性能、高熔点、高热稳定性、耐高温氧化、耐腐蚀性能,近年来受到了越来越多研究者的关注。首先介绍了Ti_3SiC_2内部晶体学结构,指出其与二元碳化物Ti C有着紧密的晶体学关系,接着详细叙述了各种Ti_3SiC_2制备工艺及其复合材料的研究现状,阐述了化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(MS)、脉冲激光沉积(PLD)、自蔓延高温合成(SHS)、热等静压(HIP)、热压烧结(HP)、火花等离子烧结(SPS)等技术在制备Ti_3SiC_2及其复合材料方面的优点和不足。随后重点分析了温度、滑动速度、载荷、添加组分含量、对偶材料种类和润滑环境等因素对Ti_3SiC_2及其复合材料摩擦学性能的影响。最后总结了在Ti_3SiC_2及其复合材料研究中存在的一些问题,并指出进一步提高摩擦磨损性能,添加多元增强相,改进现有技术以及采取新型制备工艺,是未来发展的重要方向。     

SPS技术原位制备Ti3SiC2相增强陶瓷材料

Ti3SiC2具有优良的性能，作为复合材料增强相可以进一步提高材料性能。提出制备Ti3SiC2增强复合材料的一种新思路，即利用放电等离子体烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）原位反应烧结制备Ti3SiC2增强纳米复合材料。利用SPS技术已经成功制备了Ti5Si3／TiC／Ti3SiC2，TiSi2／SiC／Ti3SiC2，SiC／Ti3SiC2等纳米复合材料，并且考察了材料的显微结构和力学性能。     

导电陶瓷颗粒Ti_3SiC_2含量对碳纤维-铜-石墨复合材料性能的影响

采用超声波化学镀覆技术和电镀技术分别对导电陶瓷Ti_3SiC_2颗粒表面和碳纤维表面进行镀铜处理。用粉末冶金法制备了两组成分相同的Ti_3SiC_2-碳纤维-铜-石墨复合材料,其中一组加入的是镀铜Ti_3SiC_2(A组),另一组加入的是不镀铜Ti_3SiC_2(B组),对它们的密度、电阻率、硬度和抗弯强度进行了测试。结果表明:随Ti_3SiC_2含量的增加两组复合材料的密度、导电性、硬度和抗弯强度明显提高,并且加镀铜Ti_3SiC_2的碳纤维-铜-石墨复合材料的性能指标明显优于加不镀铜Ti_3SiC_2的碳纤维-铜-石墨复合材料。     

Ti3 SiC2 复合材料耐磨性能研究

Ti₃SiC₂是一种六方晶体结构的特殊陶瓷材料,兼具金属与陶瓷的优异性能,拥有优良的高温强度、抗氧化性及可加工性等优点,广泛应用于耐磨润滑材料。本文综述其同金属和SiC、金刚石、TiC、Al₂O₃等复合后的优异性能和广阔应用,并展望其在和金属、陶瓷、金刚石等材料复合领域的研究方向。      

放电等离子烧结制备SiC/Ti_3SiC_2复合材料

以钛粉、硅粉和石墨粉为原料,采用放电等离子烧结制备l了含20%(摩尔分数,下同)siC的SiC/Ti_3SiC_2复合材料,并研究了烧结助剂Al对该复合材料的性能影响.利用X射线衍射分析样晶相组成.运用扫描电镜分析材料的最微组织和断口形貌,并对试样的密度、硬度和抗弯强度进行了测定.结果表明,按Ti_3Si_(1.2)C_(2-)20%SIC和(Ti_3Si_(1.2)C_2-20%SIC)+2wt%Al进行成分配比,可制得纯度较高的Ti_3SiC_2-20%SiC复合材料,两者都含有少量未反应完全的石墨.未加Al的样品还含有微量的TiSi_2杂质;添加铝对样品的密度并没有明显影响,但对显微硬度有较大影响.含铝样品的显微硬度明显低于不含铝的样品;含铝和不含铝试样的三点抗弯强度分别为221.0、231.7 MPa.     

Ti/Ti_3SiC_2复合材料的界面结构

研究了Ti_3SiC_2和Ti在1573K、20MPa压力下的相互联接及界面结构。结果表明在该温度下二者之间可以相互联接并形成反应层,反应层的主要成分是Ti_5Si_3和TiC_x,各层之间有明显的界面存在,在界面两端硅含量的变化十分明显。     

Ti_3Al基金属间化合物的研究进展

对Ti3 Al基金属间化合物的研究情况及其合金组织、力学性能、影响因素作了概述 ,并重点介绍了其熔炼技术和铸造特性。最后 ,展望Ti3 Al基金属间化合物在航空航天领域的发展前景     

Large Ti_3SiC_2 Bulks Fabricated by Infiltration Method

T3SiC2 bulks have been synthesized by infiltrating Si liquid into porous precursor pellets composed of solid Ti and C powders. Silicon pellets were placed at the bottom of the precursor pellets as the liquid source. The starting compositions can be represented by the formula 3Ti + 2C + xSi, where x = 1.0, 1.2, 1.4 and 1.6, respectively. The phase formation and microstructure of the bulks were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results demonstrated that the Ti...     

放电等离子烧结热处理合成Ti_3SiC_2粉体

采用机械合金化合成TiC和Ti_3SiC_2混合粉体,用放电等离子烧结(SPS)系统对该粉体进行热处理,以合成高纯Ti_3SiC_2粉体.结果表明,采用SPS无压热处理可以促进机械合金化粉体在较低温度转变成高纯Ti_3SiC_2粉体材料.随热处理温度(700～1000℃)的升高,产物中Ti_3SiC_2的含量相应增加,当热处理温度为900 1000℃时,产物中Ti_3SiC_2纯度可达98wt%.     

Ti_3SiC_2弥散强化Cu:一种新的弥散强化铜合金

选用具有高导电、高导热性能的新型陶瓷Ti3SiC2做为弥散强化相,通过与Cu粉末高能球磨混合后,热压成一种新型弥散强化Cu材料机械性能测试表明,随着Ti3SiC2体积分数的提高,弥散强化,Cu的屈服强度和维氏硬度线性上升分析表明Ti3SiC2相的晶粒细化和位错塞积是主要强化机制,当颗粒粗化和团聚后Ti3SiC2的强化效果将明显减弱     

Ti_2SiC_2/Cu纳米复合材料的制备与微观组织

研究了用微米级Ti2SiC2陶瓷与Cu制备纳米复合材料的工艺过程。分别选用钢球和玛瑙球进行球磨,对Ti2SiC2颗粒的细化和在Cu中分散性的影响进行了研究。结果表明,在其它实验参数相同的情况下,用两种不同材质的磨球所获得的混合粉形态有很大差异,用玛瑙磨球可以更好地使Ti2SiC2颗粒细化并均匀分散在Cu基体中,而用钢球则易产生混合粉的团聚。另外,随着球磨时间的延长,Ti2SiC2先后经历了颗粒细化、均匀镶嵌在基体中两个阶段。对球磨后的混合粉在850℃及20MPa的压力下成功地制备了组织成分均匀的大块纳米复合材料,其力学性能与同成分的普通复合材料相比有明显提高。     

Effect of Rolling on a Warm Compacted Ti_3SiC_2 Particulate Reinforced Cu Matrix Composite

Warm compaction was employed to fabricate a Ti3SiC2 particulate reinforced copper matrix composite for electro-friction application. Copper matrix composite reinforced with 5wt% of copper-coated Ti3SiC2 particulates were prepared by compacting mixed powder with a pressure of 700 MPa at 145 ℃, and then sintered at 1000 ℃ under cracked ammonia atmosphere for 60 min. In order to improve the density, rolling process was applied on the sintered samples, their density, hardness, electrical conductivity, ultimate tensile strength and tribological behaviors were studied. Results showed that the rolled composite with 30% deformation has a density of 8.28 g/cm3, a hardness of 1060 MPa (HB), an ultimate tensile strength of 288 MPa, an electrical resistivity of 7.0 ×10-8 Ω·m and a friction coefficient of 0.17.     

金属间化合物Mg2Si研究进展

对金属闯化合物Mg2Si的研究进展进行了综述，重点对Mg2Si的性质及其基础研究和Mg2Si的应用研究现状进行了论述。研究表明：虽然在Mg2Si热电性能方面的研究取得了很多突破，但它的热电转换效率仍然偏低；在结构材料的应用研究方面，Mg2Si除了和更具优势的材料复合提高其韧性和高温性能以外，另一个值得研究的方向就是将Mg2Si熔覆或喷涂在其他合金的表面，如Al、Mg合金等。另外熔体浸渗也是一种非常有希望改善Mg2Si脆性的方法。