Ti_3SiC_2基复合材料的研究现状及发展趋势

Ti3SiC2及Ti3SiC2复合材料是材料研究中的热点领域。介绍了Ti3SiC2基复合材料的体系选择、制备技术及其研究现状。指出了进一步研究应该解决的问题和未来的发展前景。最近,作者采用热压烧结工艺制备高纯致密Ti3SiC2/TiB2复合材料。

Ti_3SiC_2及其复合材料的研究现状及发展趋势

介绍了Ti3 SiC2陶瓷材料的微观结构与性能,认为该材料良好的综合性能有望解决 陶瓷材料的脆性问题。并概述了Ti3SiC2及Ti3SiC2基复合材料各种制备方法的特点和研究状 况、应用前景和发展趋势。

纳米陶瓷复合材料的制备方法

纳米陶瓷复合材料具有良好的力学性能和优越的高温性能等特性,是当今材料科学研究的重要课题。本文综合国内相关资料对纳米陶瓷复合材料的制备方法作一简要评述,主要介绍纳米陶瓷复合粉体的制备方法和固体纳米陶瓷复合材料的烧结。

放电等离子烧结制备Ti_3SiC_2材料的研究

本文报道分别以Ti Si C ,Ti SiC C为原料 ,采用放电等离子烧结工艺制备Ti3SiC2 材料的研究结果。以元素单质粉为原料 ,掺加适量Al作助剂能加速Ti3SiC2 的反应合成并提高材料的纯度 ,在 12 0 0～ 12 5 0℃的温度下能制备出经XRD、SME和EDS表征不含TiC和SiC等杂质相的纯净Ti3SiC2 材料。而以Ti SiC C为原料时 ,有无Al作助剂都难以制备出纯净的Ti3SiC2 。

硅灰石制备二氧化硅材料过程中的多型转变

研究了1Tr型硅灰石酸解形成二氧化硅材料过程中的多型转变和浸蚀方向。结果表明:1Tr型硅灰石在2mol/LHCl溶液中的酸解浸蚀方向严格受晶体结构控制,酸解初期晶粒首先沿{100}面方向浸蚀,结果导致衍射面的衍射强度增大;随着酸解时间的延长,[SiO4]单四面体与[CaO6]八面体共棱连接方向成为主要浸蚀方向,在XRD图谱中表现为d=0.298nm衍射峰一直保持较大的衍射强度。特征衍射峰的相对强度变化特征表明,1Tr型硅灰石酸解形成二氧化硅过程中晶体结构发生了由1Tr型向2M型的多型转变,且酸解60min后的XRD图中各衍射峰的相对强度更接近于2M型硅灰石的衍射强度范围,其标志是d=0.299nm衍射峰成为最强衍射峰。推测d=0.298nm左右的衍射峰强度在40min前主要来自1Tr型硅灰石的衍射面,40min以后变为2M型硅灰石的衍射面,并对1Tr型硅灰石的JCPDS29 372卡片数据进行了讨论。

组分偏离对PMN-PT弛豫复合钙钛矿相合成的影响

采用先驱体法合成钙钛矿相0.67PMN-0.33PT。XRD物相分析表明,MgO和PbO适当的过量有利于合成纯钙钛矿相的0.67PMN-0.33PT。采用MgO过量2%～4%,PbO过量5%～7%,在低于PbO熔点温度下合成单一钙钛矿结构的0.67PMN-0.33PT。

热压烧结工艺制备Ti_2AlC/Ti_3AlC_2陶瓷材料

以Ti,Al,C为原料 ,采用热压工艺制备出相组成为Ti2 AlC/Ti3AlC2 块体材料 ,合成材料的X 射线衍射和扫描电镜 (SEM)分析的结果表明 :当烧结温度为 1 40 0℃时 ,材料中的主晶相为Ti2 AlC ,大小为 1 0 μm的板状多晶体 ;而在 1 5 0 0℃的温度下烧结所得材料的主晶相为Ti3AlC2 ,其板状多晶体的晶粒尺寸平均约为 2 0 μm。

纳米陶瓷材料的制备和力学性能

纳米陶瓷材料是当今材料科学研究的重要课题,使材料的超塑性、强度大为提高,对材料的电学、热学、磁学、光学性质产生重要影响,为材料的利用开拓了一个崭新的领域。本文对纳米陶瓷材料粉体的制备方法,纳米固体材料的烧结,以及材料的力学性能作了简要的评述。

掺杂硅热压工艺烧结制备Ti_2AlC陶瓷材料

以Ti、TiC、Al为原料,采用热压工艺制备出相组成为Ti2AlC块体材料。合成材料的X-射线衍射和扫描电镜(SEM)分析的结果表明:当烧结温度为1400℃时,材料中的主晶相为Ti2AlC,为10μm大小的板状多晶体;而在1500℃的温度下烧结所得材料的主晶相为Ti3AlC2,其板状多晶体的晶粒尺寸平均约为20μm。掺加硅时,随着温度的提高有利于Ti3AlC2的生成。

Ti_2AlC陶瓷增强TiAl基材料的研究

国内外很多学者用自蔓延高温合成法、自蔓延高温合成同电弧熔炼铸造技术相结合法、放电等离子烧结等方法合成了TiAl/Ti2AlC复合材料。最近,作者以Ti、Al、TiC粉为原料,用原位热压的方法合成了该复合材料。本文综述了TiAl/Ti2AlC复合材料的几种制备方法、力学及抗氧化性能的研究情况。

热压工艺制备高纯致密Ti_3AlC_2材料

原料配比为n(TiC):n(Ti):n(Al):n(Si)=2:1:1:0.2的起始混合粉料在1300～1500℃温度下,30MPa压力下热压2h制得高纯致密Ti3AlC2块体材料。添加适量硅作助剂显著加快Ti3AlC2的反应合成,使Ti3AlC2在1200℃的温度下大量生成,能谱仪分析表明Si在材料中均匀分布。1300℃和1400℃烧结所得Ti3AlC2颗粒均呈六方板状结晶形貌,其在平面内尺寸大小分别为3～6μm和10～20μm。

可加工陶瓷Ti_3SiC_2的合成和性能

可加工的Ti3 SiC2 陶瓷属于六方晶体结构 ,空间群为P6 3 /mmc。它有许多独特的优良性能 ,如很好的导电、导热能力 ,高温延展性、抗热震 ,高强度 ,抗氧化 ,耐腐蚀 ,超低摩擦性 ,良好的自润滑性等。制备该化合物的方法主要有CVD ,SHS ,HP/HIP等方法。作者以元素粉为原料 ,用等离子放电烧结 (SPS)方法成功地制备了高纯的Ti3 SiC2 陶瓷。

块体Ti_2AlN多晶陶瓷的制备研究

Ti、Al和TiN粉按化学计量比配料,在原位热压(HP)和放电等离子(SPS)2种烧结工艺条件下可以合成单相块体Ti2AlN多晶陶瓷材料。通过X射线衍射(XRD)分析烧结产物的相组成。用扫描电镜(SEM)研究材料的显微结构特征。原位热压工艺合成Ti2AlN的最佳温度为1 300℃,烧结试样的密度为4.22 g/cm3,达到理论密度的97.9%;放电等离子烧结工艺合成Ti2AlN的最佳温度为1 200℃,烧结试样的密度为4.28 g/cm3,达到理论密度的99.3%。且晶体发育完全,结果紧密,具有明显层状结构。

放电等离子烧结工艺合成Ti_3SiC_2的研究

以元素单质粉为原料 ,当原料配比为n(Ti)∶n(Si)∶n(Al)∶n(C) =3∶(1.2 -x)∶x∶2 ,其中 :x =0 .0 5～ 0 .2时 ,在 12 0 0～ 12 5 0℃温度下经放电等离子烧结成功制备了高纯、致密Ti3SiC2 固溶体材料。原料中掺加适量Al能改善Ti3SiC2 的合成反应并提高制备材料的纯度。当x =0 .2时 ,所合成的固溶体形貌为板状结晶 ,分子式近似为Ti3Si0 .8Al0 .2 C2 ,晶格参数a =0 .3 0 69nm ,c=1.767nm。在 12 5 0℃温度下烧结 ,得到平均厚度达 5 μm ,发育完善均匀的致密多晶体材料。材料Vickers硬度为 3 .5～ 5 .5GPa 。

TiAl金属间化合物的研究进展

综述了TiAl金属间化合物的研究进展 ,指出了其应用于高温领域的主要障碍是它的室温脆性与高温强度的不足 ,进而提出了相应的解决办法 ;同时分析了合金化对组织与性能的影响及加工 /热处理对组织与性能的影响机理 ,并对TiAl基合金的制备和加工的新工艺进行分类评述。最后从基础理论、制备与加工新技术、TiAl基复合材料的研制等方面指出今后的研究与开发动向。

三元层状碳化物Ti_3SiC_2的研究进展

本文综合介绍Ti3SiC2 的最新研究进展。三元碳化物Ti3SiC2 属于层状六方晶体结构 ,空间群为P63 mmC ;它同时具有金属和陶瓷的优良性能 ,有良好的导电和导热能力 ,高弹性模量和低维氏显微硬度 ,在室温下可切削加工 ,在高温下能产生塑性变形 ,良好的高温热稳定性和优秀的抗氧化性能 ;应用CVD、SHS、HP HIP等方法可制备该化合物 ,用HIP方法能制备高纯、致密的Ti3SiC2 陶瓷 ;Ti3SiC2

Ti_3Si_((1-x))Al_xC_2在900℃～1300℃空气中的氧化行为

热压摩尔比为n(TiC):n(Ti):n(Si):n(Al)=2:1:1:0.2混合粉末制备的Ti3Si(1-x)AlxC2(0<x≤0.16)材料在900℃-1300℃空气中的恒温氧化行为遵循抛物线规律,但在1200℃和1300℃是一个两步抛物线过程。随着温度升高,氧化抛物线速率常数kp从900℃的2.45×10-10kg2·m-4·s-1增大到1300℃的5.71×10-9kg2·m-4·s-1,计算的氧化活化能为110kJ·mol-1±10kJ·mol-1。弥散分布在基体中的Al改变了Ti3SiC2材料的氧化机制,使试样表面形成由大量α-Al2O3和少量TiO2与SiO2组成的致密氧化层,从而提高了材料的抗氧化性。

Ti-Al-Ti-C系统的反应合成与相形成过程

采取原位热压方法 ,以Ti、Al、TiC为原料合成了TiAl Ti2 AlC复合材料。通过差热分析和X衍射图谱 ,分析了从 6 0 0℃到 130 0℃ ,Ti Al TiC系统的反应合成过程和相形成规律。反应大致可分为两个阶段 :90 0℃之前 ,Ti和Al的反应生成TiAl金属间化合物 ;90 0℃之后 ,TiAl金属间化合物和TiC反应并合成致密TiAl Ti2 AlC复合材料。讨论了这两个阶段的反应机理及烧结产物的微观结构特点。

三元层状氮化物(Ti_2AlN)陶瓷的研究

综述了Ti2AlN陶瓷合成技术的研究进展,详细介绍了Ti2AlN的力学性能和电学性能。已见报道的Ti2AlN陶瓷的制备方法有热等静压法和振动致密化反应合成法。以单质Ti,Al,TiN粉为原料,按摩尔比1∶1∶1称量后混料,用原位热压的方法合成了Ti2AlN多晶块状材料。X射线衍射分析结果表明,当烧结温度为1000℃时,已经开始形成Ti2AlN相,但仍然有很多未反应的TiN和中间产物TiAl;随着烧结温度的提高,Ti2AlN的衍射峰逐渐增强;当烧结温度在1300℃时,仅有微弱的TiN衍射峰,产物已经近乎纯的Ti2AlN材料。

Ti_3AlC_2的制备与性能研究进展

综合介绍了新型陶瓷Ti3 AlC2 的研究进展。三元碳化物Ti3 AlC2 属于六方晶系 ,其晶体为层状结构。它同时兼有金属和陶瓷的优良性能 ,具有良好的导电和导热能力、高弹性模量和低维氏硬度、良好的抗破坏能力 ;能在室温下进行切削加工 ,在高温下能产生塑性变形 ;它还具有良好的高温稳定性和抗氧化性能。应用SHS、HIP、HP等方法可制备出高纯、致密的Ti3 AlC2 材料。