Ti3SiC2-SiC复合材料的耐磨擦磨损性能

以商用硅粉、碳粉、钛粉以及少量的铝粉为原料,利用放电等离子烧结技术原位反应制备了Ti_3SiC_2-SiC复合材料.利用盘销式摩擦磨损实验机测试了Ti_3SiC_2-SiC复合材料的耐摩擦磨损性能.结果表明:随着SiC含量的增加,材料相对于硬化钢的摩擦系数和磨损系数均呈下降趋势,这表明SiC的引入提高了复合材料的抗摩擦磨损性能.Ti_3SiC_2单相材料摩擦系数在0.8～1.0之间,而Ti_3SiC_2-40vol%SiC复合材料在稳态下的摩擦系数达到了0.5,Ti_3SiC_2-40vol%SiC复合材料相对于Ti_3SiC_2单相材料的磨损系数下降了一个数量级.Ti_3SiC_2-SiC复合材料的高抗磨损性归因于磨损类型的改变以及SiC良好的抗氧化性能.

Ti_3SiC_2的加入对Ag-MoS_2-graphite复合材料力学及摩擦磨损性能的影响

采用热压烧结技术制备了Ag-Mo S2-graphite和Ag-Mo S2-graphite-Ti3Si C2两种银基自润滑复合材料,考察了两种材料的致密度、硬度、弯曲强度及其在不同环境(大气和低真空)中的摩擦磨损性能.结果表明:低润湿性使得Ti3Si C2与基体界面处的孔隙增多,降低了致密度和弯曲强度,但对硬度影响不明显;摩擦过程中Ti3Si C2颗粒易于从基体材料表面剥落,阻碍了润滑膜的形成,造成Ag-Mo S2-graphite-Ti3Si C2复合材料的摩擦系数高于Ag-Mo S2-graphite复合材料;但Ti3Si C2的添加能够明显提高复合材料在大气中的耐磨性能,这主要与摩擦过程中的材料转移和摩擦化学反应有关.

Si含量对放电等离子烧结制备(1-x)Ti_3SiC_2+xSiC复合材料的影响

以钛粉、硅粉和石墨粉为原料,制备出（1-x）Ti3SiC2＋xSiC（x=0.1-0.8）复合材料,并利用X射线衍射仪对样品进行相组成分析。结果表明：经1 300℃放电等离子烧结15 min后,可以得到纯净的0.9Ti3SiC2-0.1SiC和含有微量石墨的0.2Ti3SiC2-0.8SiC复合材料,0.9Ti3SiC2-0.1SiC和0.2Ti3SiC2-0.8SiC复合材料的显微硬度分别为8.8和10.5 GPa,均明显高于Ti3SiC2的（4 GPa）。随着SiC含量的增加,复合材料的硬度也增加,但杂质（石墨）和孔洞的含量也增多,成分为0.5Ti3SiC2-0.5SiC的复合材料在烧结过程中有少量Si流出;而当SiC含量增加到0.2Ti3SiC2-0.8SiC时,烧结过程中大量的Si流出使得复合材料无法成功烧结。

镀铜导电陶瓷颗粒Ti_3SiC_2对铜-石墨复合材料性能的影响

采用超声波化学镀覆技术在导电陶瓷颗粒表面,可获得均匀、连续的镀铜层。用粉末冶金法将镀铜Ti3SiC2与铜、石墨制备成镀铜Ti3SiC2-铜-石墨复合材料,用金相显微镜和扫描电子显微镜观察和分析了复合材料的显微组织和断口形貌,并测试了它们的电阻率、硬度和抗弯强度。结果表明:随镀铜Ti3SiC2含量的增加镀铜Ti3SiC2-铜-石墨复合材料的导电性、硬度和抗弯强度显著提高,并且各项性能明显优于不镀铜Ti3SiC2-铜-石墨复合材料。

MoSi_2-Ti_3SiC_2复合材料制备及抗氧化性能

将Mo-Si-Ti-C机械合金化粉末进行放电等离子烧结(SPS)制备得到MoSi2-Ti3SiC2复合材料。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)等手段对烧结试样进行组织结构分析,并对其进行了300～1 200℃12h的等温氧化试验。研究结果表明,MoSi2-Ti3SiC2复合材料在高温氧化气氛下,具有较好的抗氧化性能。其抗氧化机理为MoSi2和Ti3SiC2发生氧化,产生SiO2,在较低温度下,SiO2没有形成连续保护层,而对材料的保护作用不明显,但当温度达到1 200℃左右时,形成连续保护层,材料抗氧化性能优异。由于第二相Ti3SiC2的存在,即使在较低温度下,如500℃,复合材料的抗氧化性能较纯MoSi2材料也有明显改善。在500℃左右,MoSi2-Ti3SiC2复合材料仍然存在加速氧化(PEST)现象,材料本身致密化程度较低应是产生该现象的主要原因。

Ti_3SiC_2/Y-3TZP陶瓷复合材料可加工性能研究

以Ti3SiC2(10%～50%,体积分数,下同)和3Y-TZP粉为原料,采用等离子体放电烧结(SPS)方法,在外加应力50MPa,烧结温度1300℃条件下,制备了Ti3SiC2/3Y-TZP陶瓷复合材料。研究了Ti3SiC2含量对复合材料的力学性能和可加工性能的影响。实验结果表明,当Ti3SiC2含量大于30%时,复合材料表现出了良好的可加工性能。分析认为,Ti3SiC2材料的微观结构特征和多重能量吸收机制起到了重要作用。

渗硅技术原位制备Ti_3SiC_2-SiC复合材料的新工艺(英文)

提出制备Ti3SiC2-SiC复合材料的一种新思路,即利用液态硅渗透TiC/C预制体原位反应制备Ti3SiC2-SiC复合材料,并采用XRD、SEM和EDS考察了材料的显微结构和力学性能.结果表明:制备出材料主要由Ti3SiC2相组成,SiC相含量较少;Ti3SiC2晶相呈现出3～10μm大小的层状结构;施加10kg的压力下测得样品S1550-1,S1550-3和S1550-4的硬度分别为6.8GPa、7.1GPa和7.8GPa,它们的密度在3.55～3.96g/cm3范围内.实验结果表明,利用液态硅渗透技术原位制备Ti3SiC2-SiC复合材料是一种可行的新工艺.

放电等离子烧结钼和钨基体上(1-x)Ti_3SiC_2+xSiC层状复合材料的显微组织

以元素粉体为原料,采用分层布粉和放电等离子烧结技术制备了钼基体和钨基体上的(1-x)Ti_3SiC_2+xSiC(x=0,0.1,0.2)层状复合材料,并对其各层及界面显微组织进行分析。结果表明:经1 300℃烧结后,层状复合材料中钼层与Ti_3SiC_2层以及钨层与Ti_3SiC_2层都有明显的过渡层生成,而且过渡层界面都较平直和清晰,界面处没有明显的缺陷,界面结合紧密,钼层和Ti_3SiC_2层的过渡层约有80μm厚,钨层和Ti_3SiC_2层的过渡层则达到50μm;烧结后得到致密的钼层,而钨层则孔洞较多。

无压烧结制备Ti_3SiC_2-SiC复合材料块体

以钛粉、硅粉和石墨粉为原料,通过无压烧结法制备了Ti3SiC2-SiC块体复合材料。利用X射线衍射仪对制得的样品进行相分析,并运用扫描电镜分析材料的微观结构,用差热分析仪测定反应温度。结果表明,Ti∶Si∶C=0.42∶0.23∶0.35时,可制得纯度较高的Ti3SiC2-SiC复合材料块体,只含有极少量的TiSi2杂质。Ti3SiC2晶粒无特定的生长方向,平均长度在10μm以下,厚度小于5μm。略高的Si含量有利于获得纯度较高的Ti3SiC2-SiC复合材料。

碳纤维增强Cu-Ti_3SiC_2复合材料的研究

采用电镀Cu碳纤维(Cf)与化学镀Cu的Ti3SiC2粉及Cu粉进行湿混,通过真空热压烧结法制备Cf增强的Cu-Ti3SiC2复合材料。研究了其致密度、电阻率、维氏硬度随Cf,Ti3SiC2含量变化的规律。实验结果表明,Ti3SiC2体积含量为20%,Cf体积含量为8%时,制备的Cf增强Cu-Ti3SiC2复合材料综合性能最好。Cf镀Cu和Ti3SiC2镀Cu改善了它们和Cu的润湿性,从而提高了相互之间的结合强度是复合材料获得良好综合性能的基本原因。

碳纤维增强Cu-Ti_3SiC_2自润滑复合材料的研究

介绍了碳纤维的表面处理及碳纤维增强铜基复合材料的制备工艺与性能的研究进展。三元层状碳化物Ti3SiC2兼具金属和陶瓷的优良性能,更有意义的是它具有很好的自润滑性能和比传统的固体润滑剂石墨、二硫化钼更低的摩擦系数。将Ti3SiC2弥散强化Cu与碳纤维复合强化Cu结合,制备出的复合材料,可望有效提高其自润滑性能,被认为在许多领域有着广泛的应用前景。

Al_2O_3/Ti_3SiC_2层状复合材料的制备与性能

采用两种方法制备Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料,一是原位-热压法,即Ti3SiC2是在层状材料的制备过程中同时被合成的;一是分步法,即制备过程分两步进行,首先制备出Ti3SiC2高纯粉,再采用热压法进行烧结制备层状材料。两种方法制备的Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料强度保持在450MPa以上,断裂功达到1200～1560J/m2,相对Al2O3块体材料提高十余倍。另外,不同的制备方法得到不同的组成和显微结构,决定了这两种Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料性能的差异:前者强度较高韧性较低,后者强度较低而韧性较高。

添加Al_2O_3对Ti_3SiC_2复合材料性能的影响

采用反应热压烧结法制备Ti3SiC2-Al2O3复合材料,研究热压温度和Al2O3含量对Ti3SiC2-Al2O3复合材料相组成、力学性能及抗氧化性能的影响。结果表明:采用反应热压烧结,可以在1450℃烧结得到致密度高、性能良好的Ti3SiC2-Al2O3复合材料。添加Al2O3可以起到第二相增强的作用,从而提高材料的强度。随着添加量的增加,复合材料的力学性能先提高后降低,当Al2O3添加量为20%(质量分数)时断裂韧性达最大值(7.10 MPa-m1/2),当Al2O3添加量为30%时抗弯强度达最大值(512 MPa)。Al2O3在高温下与TiO2反应生成具有耐高温和高抗热震性能的Al2Ti O5,可以有效提高Ti3SiC2基复合材料高温抗氧化性能。

SiC含量对Ti_3SiC_2/SiC复合材料性能的影响

采用反应热压烧结法制备了Ti3SiC2/SiC复合材料,针对SiC含量对该复合材料致密化程度、力学性能以及应力-应变行为的影响进行了研究。结果表明:(1)随着SiC含量的增加,试样难于致密,试样需要在更高的温度才能达到较高的致密度;(2)随SiC含量的增加,Ti3SiC2/SiC复合材料弯曲强度和断裂韧性提高,但SiC含量达到50%时,由于复合材料含有较多的孔洞,使强度和断裂韧性降低;(3)Ti3SiC2/SiC复合材料在常温下表现为非脆性断裂。

热压制备Ti_3SiC_2/MgAl_2O_4复合材料及其性能研究

采用反应热压烧结法制备Ti3SiC2/MgAl2O4复合材料,研究MgAl2O4含量对该复合材料致密化程度、显微结构以及力学性能的影响。结果表明:MgAl2O4和Ti3SiC2两相之间具有很好的化学相容性;MgAl2O4的引入对该复合材料的烧结致密度影响不明显;MgAl2O4晶粒镶嵌在Ti3SiC2晶粒的层片之间,相互穿错搭接,可以有效地阻止裂纹的扩展;适当的MgAl2O4可以改善复合材料的力学性能,当MgAl2O4的质量分数为20%时,其抗弯强度达到421.4 MPa,当MgAl2O4的质量分数为10%时,其断裂韧性达到4.27 MPa.m1/2。

Ti_3SiC_2/SiC复合材料的抗高温氧化性研究

采用反应热压烧结法制备Ti3SiC2/SiC复合材料,针对不同SiC含量的Ti3SiC2/SiC复合材料在1100～1500℃下恒温氧化20 h的氧化行为进行了研究。结果表明:(1)适量SiC的引入能有效的提高Ti3SiC2/SiC复合材料的抗高温氧化性能;(2)复合材料的氧化膜分内外两层,外层成分为TiO2,逐渐向内层过渡为TiO2和SiO2的混合物。

Cu/Ti_3SiC_2复合材料的制备及其磨损性能研究

以Cu粉、Ti3SiC2粉末为原料,采用热压烧结技术,制备了不同体积分数的Cu/Ti3SiC2复合材料。用光学显微镜分析了该复合材料的微观组织,利用环块式摩擦磨损试验机测试了其磨损性能,采用SEM、EDS和XRD观察分析发该复合材料的磨损表面形貌及其组成。结果表明:Ti3SiC2在基体组织中分布均匀,随着其含量的增加,其在基体组织中的分布有聚集的趋势,材料的致密度逐渐下降;磨损质量损失在Ti3SiC2含量达到20vol%时最小;该复合材料的磨损机理以粘着磨损、磨粒磨损为主,同时伴随有一定量的氧化磨损,氧化产物为Cu2O。

Al_2O_3对Ti_3SiC_2/Al_2O_3复合材料性能及显微结构的影响

采用SPS烧结方法,通过测定密度、气孔率、硬度、抗弯强度以及组织观察,系统地研究了Al2O3对Ti3SiC2/ Al2O3复合材料性能的影响。结果表明,在Ti3SiC2中添加适量Al2O3可以在强度及断裂韧性略有增加的前提下,大幅度提高材料的硬度,维氏硬度最高可达10.28GPa。当Al2O3含量过高时,材料强度、断裂韧性的下降是由于Al2O3的团聚所致。

Ti_3SiC_2/TiB_2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367.5 MPa提高至485.1 MPa,提高幅度达32%,硬度最大为8.2 GPa。

TiC/Ti_3SiC_2复合材料的制备及其性能研究

以粉末Ti,Si,TiC和炭黑为原料,采用反应热压烧结法制备TiC/Ti3SiC2复合材料。借助XRD和SEM研究TiC含量对TiC/Ti3SiC2复合材料相组成、显微结构及力学特性的影响。结果表明:通过热压烧结可以得到致密度较高的TiC/Ti3SiC2复合材料;引入TiC可以促进Ti3SiC2的生成,当引入TiC的质量分数达30%,TiC/Ti3SiC2复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别为406.9 MPa,3.7 MPa.m1/2;复合材料中Ti3SiC2相以穿晶断裂为主,TiC晶粒易产生拔出。