Si掺杂放电等离子合成Ti_2AlC/Ti_3AlC_2材料及理论分析

以Ti粉、Al粉、活性炭和Si粉为原料,采用放电等离子工艺分别以摩尔比为2.0Ti/1.1Al/1.0C、2.0Ti/1.0Al/0.1Si/1.0C、2.0Ti/1.0Al/0.2Si/1.0C、2.0Ti/0.9Al/0.2Si/1.0C和2.0Ti/1.0Al/0.3Si/1.0C,在1 200℃合成了Ti2AlC/Ti3AlC2块体材料。通过合成试样的X射线衍射谱,确定了放电等离子合成试样的物相组成,并用扫描电镜结合能谱仪观察了合成试样的显微结构和微区成分。结果表明:以2.0Ti/1.1Al/1.0C为原料放电等离子合成了层状结构明显的Ti2AlC材料;掺Si后所有试样都由Ti2AlC、Ti3AlC2和Ti3SiC2 3种物相组成;当掺Si量逐渐增大,即Al与Si的量比减小时,试样中Ti3AlC2和Ti3SiC2的含量增加,而Ti2AlC的含量降低,同时颗粒得到细化。应用量子化学计算结果解释了掺Si后不利于Ti2AlC的生成,而有利于Ti3AlC2的生成机理,说明了掺Si后固溶体的产生过程。

碳含量对Ti—Al—C系燃烧合成Ti_3AlC_2粉体的影响

实验表明在Ti-Al-C体系中,C含量对燃烧合成Ti_3AlC_2影响很大:C含量(原子分数)较低时(22.64％—28.07％),燃烧产物主要物相为Ti_2AlC;C含量较高时(29.31％—32.79％),燃烧产物主要物相为Ti_3AlC_2.Ti_3AlC_2的燃烧合成反应温度高于Ti_2AlC的燃烧温度,Ti_3AlC_2的生成量随燃烧反应温度升高近似呈对称分布。从反应物原料摩尔配比和热力学原理角度,探讨了不同C含量对燃烧产物组成的影响机理。

Ti_3AlC_2陶瓷材料的制备及性能研究

新型层状陶瓷材料Ti3AlC2 结合了金属和陶瓷的许多优异性质 ,既具有与金属相似的良好的导热、导电性 ,良好的可加工性 ,相对柔软 ,抗热震性好 ,可塑性变形等 ;同时又具有与陶瓷相似的抗氧化、耐腐蚀、耐高温等特性 ;并且还有很好的自润滑性和超低摩擦系数 。

自蔓延高温合成高纯Ti_3AlC_2

以Ti、Al、C单质粉末为原料,通过高温自蔓延制备高纯的Ti3AlC2材料,研究钛碳比、铝含量及添加助剂Si对Ti3AlC2合成的影响,利用XRD和SEM研究该材料的物相组成和显微结构。结果表明:Si元素的加入显著促进了Ti3AlC2的合成;钛碳比及Al的相含量对Ti3AlC2的形成有很大影响,合适的钛碳比和适当过量的Al有利于提高粉体中Ti3AlC2的含量;通过K-值法估算Ti3AlC2的纯度,以3Ti/1.2Al/2C/0.3Si粉体为原料经高温自蔓延获得了质量分数达92.6%的Ti3AlC2粉体。

Sn掺杂对SHS法制备三元金属陶瓷Ti_3AlC_2的影响

分别以3Ti/Al/2C/xSn粉末和2Ti/Al/C/0.9TiC/xSn(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)为原料自蔓延高温合成Ti3AlC2,利用XRD、SEM着重研究了Sn的添加量对产物中Ti3AlC2含量的影响,确定出当产物中Ti3AlC2含量最高时的x值;研究结果表明:添加适量的Sn可消除产物中的Ti2AlC,明显促进Ti3AlC2的合成,并且当x=0.3时,产物中的Ti3AlC2含量最高,比未添加Sn时的含量增加近20%,但Sn的含量继续增加时,Ti3AlC2的含量陡然下降,产物中随之出现大量的Sn,TiC的含量也明显增多;并分析了Sn对合成产物物相组成的影响。

离子辐照条件下Ti_3AlC_2的损伤机理研究

研究常温下He离子辐照对Ti_3AlC_2材料形貌和结构的影响并对其机理进行了分析。采用能量为70 keV,剂量为1×10^(17)ions/cm^2,位移损伤峰值为16.4 dpa的He离子注入Ti_3AlC_2材料;发现Ti_3AlC_2材料辐照损伤和He离子浓度有关,随着He离子浓度增大,辐照损伤程度越大;Ti_3AlC_2材料经过He离子辐照后产生会有孔洞、凸起和氦气泡产生;与此同时,Ti_3AlC_2结构上发生ɑ相到β相的转变,并对Ti_3AlC_2材料的损伤机理进行分析。