新型TiAl3/Ti3AlC2/Al2O3复合材料的组织结构与性能

摘要

利用Al-TiO2-TiC体系,通过机械球磨+反应热压工艺原位合成了Ti3AlC2+Al203协同增强的TiAl3复合材料.借助差热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了复合材料的反应机理、显微组织、机械性能以及抗氧化性能.结果表明,制备出的TiAl3/Ti3AlC2/Al2O3复合材料组织均匀细小、全致密,未发现明显的孔洞与裂纹.其密度、硬度、室温三点弯曲强度、断裂韧性及压缩强度分别为3.8g/cm3、8.4GPa、658.9MPa、7.9MPa/m1/2和1742.OMPa,1000℃下的高温压缩强度为604.1MPa.复合材料的增韧机制主要包括Ti3AlC2和Al2O3颗粒的剥离,Ti3AlC,相导致的裂纹偏转及桥接,以及Ti3AlC,颗粒的变形及层裂.复合材料在700-1000℃温度区间内氧化膜虽不致密,但仍表现出优异的抗高温循环氧化性能.