纳米层状三元化合物TiAlC的制备，结构与性能研究

摘要

近来,一族三元层状结构陶瓷M<,n+1>AX<,n>因为它独特的性能而得到了材料学家和物理学家的广泛关注,其中M是过渡族金属元素,A是ⅢA或ⅣA族元素,X是C和/或N,n=1,2,3.作为其中最近才发现的一种新化合物,与另两种三元化合物Ti<,3>SiC<,2>和Ti<,2>AlC相比,对Ti<,3>AlC<,2>得到的研究要少的多.Ti<,3>AlC<,2>属六方晶系,空间点群为P6<,3>/mmc.与其他三元层状化合物类似,Ti<,3>AlC<,2>兼具有金属和陶瓷的特性.与金属一样,Ti<,3>AlC<,2>具有良好的导电导热性,它相对较软,能在没有润滑和冷却的条件下用高速钢刀具加工.和陶瓷相似,Ti<,3>AlC<,2>具有高弹性模量和优秀的高温力学性能.同时它还具有良好的抗热振性,抗破坏能力和优异的耐化学腐蚀性.迄今为止,研究者采用的各种方法对Ti<,3>AlC<,2>的合成进行了研究,如高温自蔓延合成(SHS),热等静压(HIP),热压(HP)和放电等离子烧结(SPS)等.但得到的产物中通常含有大量的杂质,如TiC,Ti<,2>AlC等.因此,在该研究中,探索性地研究了Ti<,3>AlC<,2>合成,并得到了制备高纯度块体Ti<,3>AlC<,2>的简便制备方法.同时,对制备材料的显微结构,力学性能,电和热性能,以及高温氧化性能进行了研究.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2 Ti3AlC2的结构

1.3 Ti3AlC2的制备研究

1.3.1 Ti-Al-C三元系统相图

1.3.2 Ti3AlC2的合成研究现状

1.4 Ti3AlC2的性能

1.4.1 Ti3AlC2的力学性能

1.4.2 Ti3AlC2的热性能和电性能

1.4.3 Ti3AlC2的氧化性能

1.5 Ti3AlC2材料的应用前景

1.6本研究内容及意义

第二章热压工艺制备Ti3AlC2研究

2.1实验方法

2.1.1热压烧结原理与特点

2.1.2原料与配比设计

2.1.3合成制备工艺制度

2.1.4测试分析

2.2实验结果

2.2.1不同原料制备Ti3AlC2的研究

2.2.2 工艺参数对烧结的影响

2.3讨论

2.3.1微观结构与成分分析

2.3.2物相定量分析

2.3.3 Ti3AlC2合成机制初探

2.4小结

第三章Ti3AlC2的物理性能研究

3.1实验方法

3.1.1材料的制备

3.1.2性能测试方法

3.2实验结果与讨论

3.2.1 TASC的力学性能

3.2.2 TASC的电性能

3.2.3 TASC的热性能

3.3小结

第四章Ti3AlC2的高温氧化性能研究

4.1实验方法

4.1.1材料的制备

4.1.2氧化实验方法

4.2实验结果

4.2.1氧化动力学

4.2.2氧化层相组成与微观结构分析

4.3讨论

4.4小结

第五章全文总结

参考文献

致谢

附录：攻读硕士研究生期间发表的论文