自蔓延高温合成Ti3AlC2相的一个特性
发布时间:2011-07-08 06:10
作者:互联网
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1994年,Pietza等首先发现Ti3AlC2兼具
金属和
陶瓷的特性。它像
金属一样具有导电和
导热性能,有相对较低的维氏
硬度和较高的弹性模量,也具有像陶瓷一样的较高的屈服
强度、良好的
热震性和优异的抗氧化性能。更具应用意义的是它们具有优于
石墨和MoS2的自润滑性能。正是基于此,Ti3AlC2具有广阔的应用前景。虽然Ti3AlC2具有显著的优点,但是合成Ti3AlC2却较为困难。目前常用的制备方法有
热压、热等静压、放电
等离子烧结(或脉冲放电烧结法)、自蔓延高温合成等。其中自蔓延高温合成方法
工艺简单、
成本低廉、产物纯度高(反应转化率接近100%),且一经引燃就不
需要对其进一步提供任何能量。但是这种方法合成的Ti3AlC2中有大量的杂相Ti2AlC生成。经过一些研究发现,加入适量的TiC粉末,可以使合成产物的Ti3AlC2含量显著增多,Ti2AlC杂质相消失。具体方法是:试验以Ti粉,Al粉,
炭黑,以及TiC粉末为原料,在Ti、Al、C摩尔比为2:1:1条件下,分别添加不同原子数分数的TiC,以无水酒精为介质在行星式
球磨机球磨。采用间歇式球磨(因为反应体系为强放热体系,间歇式球磨可以避免其发生
机械合金化)。
干燥后将混合均匀的原料倒入圆柱形的
钢制
模具中,压制成块;然后将其置于自蔓延高温合成反应装置中,在室温下用通电
钨丝圈引发自蔓延高温合成反应。待反应产物完全
冷却后取出。结果发现:未添加TiC时,自蔓延高温合成产物中有大量的杂相Ti2AlC生成;当添加TiC的原子数分数<22.5%时,合成产物中TiC的含量减少,Ti2AlC杂质相消失,Ti3AlC2的含量显著增多,而且产物的
致密度也显著增加;TiC的添加量>22.5%时,Ti3AlC2的含量有较大幅度的减少,产物中TiC的含量增多。(欣然)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。