Ti3AlC2陶瓷塊體材料熱處理及力學(xué)性能研究.pdf

1、Ti3AlC2，一種層狀結(jié)構(gòu)的化合物，因有離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵，而同時(shí)表現(xiàn)出金屬和陶瓷的諸多優(yōu)良性能，被視為一種新的陶瓷，受到廣大材料科學(xué)研究者青睞。本文研究了熱處理對(duì)Ti3AlC2陶瓷微觀組織及力學(xué)性能的影響作用。
　　根據(jù)n(Ti):n(Al):n(C)=3:1.5:1.8的DSC曲線，在1060℃有吸熱峰，1020℃、1250℃有兩個(gè)放熱峰，可知在1000℃到1250℃范圍內(nèi)，Ti-Al-C體系內(nèi)部仍在進(jìn)行某些轉(zhuǎn)化，又根據(jù)

2、文獻(xiàn)報(bào)道當(dāng)溫度達(dá)到1360℃后,Ti3AlC2會(huì)分解為T(mén)iC。從而設(shè)定了熱處理溫度范圍為950-1450℃，在真空環(huán)境下進(jìn)行固溶時(shí)效熱處理，以100℃為間隔梯度設(shè)定了6個(gè)熱處理溫度點(diǎn)，保溫時(shí)間為8h。
　　結(jié)合XRD和EDS，發(fā)現(xiàn) Ti3AlC2塊體材料在經(jīng)1050℃熱處理后出現(xiàn)了新相Al3Ti，并在經(jīng)1250℃熱處理后Al3Ti相消失。而同時(shí)在這個(gè)過(guò)程中TiCx含量在減少Ti3AlC2含量在增加，表明Al3Ti可以和TiCx反應(yīng)

3、形成Ti3AlC2。
　　Ti3AlC2塊體材料經(jīng)1250℃熱處理之后：Ti3AlC2含量最高達(dá)到94.2％，比熱處理之前增加了6.6%；密度達(dá)到4.01g/cm3，為理論密度的94.3%，與熱處理前相比增加了6.4%，且氣孔率減少到0.9%，材料致密性明顯增加，材料微觀組織被改善。Ti3AlC2塊體材料經(jīng)1450℃的溫度8h失效熱處理之后Ti3AlC2含量為74.8%，并不是很低，說(shuō)明Ti3AlC2的分解速率較小并不是簡(jiǎn)單的溫度

4、達(dá)到1360℃就分解為T(mén)iCx。1250℃為最佳熱處理溫度。
　　從1050-1450℃，隨熱處理溫度增加Ti3AlC2的斷裂韌性，彎曲強(qiáng)度，壓縮強(qiáng)度都是先增大后減小，并且都是在經(jīng)1250℃熱處理之后達(dá)到最大值，分別為338MPa，5.9MPa?m1/2和662MPa。維氏硬度正好相反，先減小后增大，在經(jīng)1250℃熱處理之后達(dá)到最小值為2.5GPa。
　　除Ti3AlC2晶體結(jié)構(gòu)原因之外，Ti3AlC2的含量，晶粒大小，材料