3Ti/Si/2C/0.2Al粉体在空气中燃烧合成Ti3SiC2

摘要

采用机械活化的3Ti/Si/2C/0.2Al单质粉体为原料,在空气中发生自燃反应,成功地合成了Ti3SiC2基材料. 采用XRD、SEM和EDS等手段,分析了合成产物的相组成和微观结构特征. 结果表明,机械合金化3Ti/Si/2C/0.2Al单质混合粉体,不仅细化了粉体颗粒,而且产生严重的晶格畸变,从而明显提高了粉体的反应活性. 把机械活化的粉体暴露在空气中,会发生剧烈的燃烧反应,并引发自蔓延反应,合成Ti3SiC2,冷却后变成多孔块体产物. 燃烧产物由Ti3SiC2、TiC和微量氧化物组成. 产物中Ti3SiC2含量约为83wt%. 产物表层比较致密和均匀,而内部则粗糙且多孔. 产物的表面是以Al2O3和TiO2为主相的氧化膜,氧化物颗粒大小约为2～4μm. 氧化膜厚度约为5～10μm,比较致密. 内部为Ti3SiC2和TiC材料,板条状Ti3SiC2晶粒长约20～40μm,宽约2～4μm,发育完善. 粒状TiC晶粒大小约为3μm.