自蔓延高溫合成Ti-,3-AlC-,2-的結(jié)構(gòu)形成機(jī)理研究.pdf

1、Ti3AlC2以其優(yōu)異的性能成為近年來國內(nèi)外材料學(xué)者研究熱點。它既具有金屬的性能：有很好導(dǎo)熱性能和導(dǎo)電性能，有較低的Vickers硬度，像金屬一樣可進(jìn)行機(jī)械加工；同時又具有陶瓷的性能：高熔點，高熱穩(wěn)定性和良好的抗氧化性能。這些優(yōu)異性能使其具有廣闊的應(yīng)用前景。因此我們對用自蔓延高溫合成方法制備單相Ti3AlC2及反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究，來得到高純度Ti3AlC2。 本文采用自蔓延高溫合成（SHS）工藝，以Ti粉、Al粉和C粉單質(zhì)為原料

2、，研究工藝參數(shù)（球磨參數(shù)、壓坯壓力、原料配比）對合成Ti3AlC2的影響，尋找合成Ti3AlC2的最佳制備工藝。 研究結(jié)果表明，當(dāng)以元素單質(zhì)粉為原料時，按Ti：Al：C=2：2：1摩爾比進(jìn)行配比，球料比為15：1，球磨轉(zhuǎn)速120轉(zhuǎn)/分鐘，混料時間為4-5小時，在氬氣保護(hù)的條件下進(jìn)行球磨混料，在150MPa的壓力壓制成坯的實驗參數(shù)下，Ti3AlC2的晶體發(fā)育良好，純度很高。 采用燃燒波淬熄法成功淬熄了Ti3AlC2。結(jié)合X

3、—射線衍射、掃描電鏡和能譜儀、差示掃描熱分析（DSC）研究淬熄試樣相組成及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程，探討反應(yīng)機(jī)理。提出自蔓延高溫合成Ti3AlC2的反應(yīng)機(jī)制：固相擴(kuò)散—溶解—析出—熔化—包晶機(jī)制來描述：溫度較低時，Al和Ti均為固態(tài)，反應(yīng)通過Al和Ti擴(kuò)散反應(yīng)生成Al3Ti。隨溫度升高，以Al熔化為先導(dǎo)，一方面隨Ti和C向Al熔液中溶解，導(dǎo)致Al3Ti化合物的析出；另一方面C和Al向Ti顆粒的擴(kuò)散，導(dǎo)致大量的TiC析出。當(dāng)溫度超過Al3Ti熔點后，