不同原料体系对无压烧结合成Ti_3SiC_2的影响及其腐蚀行为

摘要

通过液相磁力搅拌混合原料粉末,压片后无压烧结合成了三元Ti_3SiC_2,研究不同原料配比Ti/Si/C,Ti/SiC/C/和TiC/Si/Ti对合成Ti_3SiC_2的影响,同时为了比较,在相同条件下加入少量Al或Sn,研究其对Ti_3SiC_2的合成过程及最终产物的影响,并探讨Ti_3SiC_2的合成机理。结果表明:3Ti/1.2Si/2C/0.1Al在1400℃无压烧结合成了较高纯度的Ti_3SiC_2,Al粉的加入可以降低混合粉末的起始反应温度,有利于三元层状化合物Ti_3SiC_2的合成和纯度的提高,其合成机制为,在铝粉形成的熔池中,经形核钛和硅反应生成钛硅金属间化合物,钛与石墨反应生成碳化钛,随后扩散,长大,随着温度的升高,反应生成三元层状Ti_3SiC_2。而以TiC或SiC为Ti或Si源制备的Ti_3SiC_2含杂质较多,不适用于无压烧结合成Ti_3SiC_2。合成的Ti_3SiC_2在HF溶液中经200℃溶剂热反应后,产物主要为两种不同晶型的SiC和AlF_3立方体,且随着反应时间的延长,AlF_3的含量增加,结晶更完善。