激光誘導(dǎo)自蔓延高溫合成Ti3SiC2的制備與機(jī)理研究.pdf

1、三元層狀化合物Ti3SiC2，由于其優(yōu)良的性能得到了材料科學(xué)家們的廣泛關(guān)注，成為了新型材料的重點(diǎn)研究對(duì)象。目前，國(guó)內(nèi)外研究Ti3SiC2制備方法很多，但是它們大多工藝相對(duì)復(fù)雜、設(shè)備成本昂貴、制備過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，這使得Ti3SiC2材料的制備受到了限制，阻礙了它的應(yīng)用。
　　本論文采用一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、操作方便的新型合成技術(shù)（激光誘導(dǎo)自蔓延高溫合成技術(shù)）來(lái)研究激光誘導(dǎo)自蔓延高溫合成Ti3SiC2的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)，為實(shí)現(xiàn)Ti3

2、SiC2的激光誘導(dǎo)自蔓延高溫合成反應(yīng)提供理論指導(dǎo)，達(dá)到減少試驗(yàn)的盲目性、節(jié)省試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，從而獲得理想的材料結(jié)構(gòu)的目的。
　　研究結(jié)果表明：
　　（1）通過(guò)反應(yīng)熱力學(xué)分析，得出：激光誘導(dǎo)自蔓延高溫合成Ti3SiC2的反應(yīng)絕熱溫度，遠(yuǎn)超過(guò)了能夠進(jìn)行自蔓延的條件，自蔓延反應(yīng)能夠進(jìn)行；體系中化合物在高溫反應(yīng)下的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱為Ti3SiC2、Ti5Si3、SiC、TiC。
　?。?）激光誘導(dǎo)自高溫合成Ti3SiC2中，TiC、T

3、i5Si3、Ti3SiC2為主要產(chǎn)物；適量添加Si的含量可以增加Ti3SiC2物質(zhì)的合成；助劑Al對(duì)反應(yīng)合成Ti3SiC2有重要影響，添加一定量的Al可以在一定程度上促進(jìn)Ti3SiC2的合成，但添加過(guò)量時(shí)，對(duì)反應(yīng)合成沒(méi)有明顯作用；壓坯的相對(duì)密度為60％時(shí)，反應(yīng)現(xiàn)象較為明顯，當(dāng)相對(duì)密度過(guò)低或是過(guò)高時(shí)，反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)崩裂或不能進(jìn)行等不同現(xiàn)象。
　?。?）通過(guò)動(dòng)力學(xué)研究，得出：激光誘導(dǎo)自蔓延高溫合成Ti3SiC2的反應(yīng)機(jī)理為溶解-反應(yīng)-析出