三元Ti3AlC2陶瓷的原位合成与表征
《2024年放电等离子烧结制备高纯Ti3AlC2及固溶强化》范文
《放电等离子烧结制备高纯Ti3AlC2及固溶强化》篇一一、引言近年来，Ti3AlC2作为一种新型的三元层状陶瓷材料，其独特的高温性能、优良的电导率及物理性质受到了众多领域的高度关注。
随着科技的进步，高纯度Ti3AlC2的制备技术已成为科研与工业生产的关键问题。
其中，放电等离子烧结技术（Spark Plasma Sintering, SPS）因其独特的优势在制备高纯度材料方面具有广阔的应用前景。
本文旨在探讨放电等离子烧结制备高纯Ti3AlC2及其固溶强化技术的相关研究。
二、放电等离子烧结技术概述放电等离子烧结技术是一种新型的快速烧结技术，其利用脉冲电流在烧结过程中产生的等离子体放电效应，使粉末颗粒表面迅速加热并实现致密化。
该技术具有烧结时间短、温度梯度小、材料致密化程度高等优点，适用于制备高性能的陶瓷材料。
三、高纯Ti3AlC2的制备采用放电等离子烧结技术制备高纯Ti3AlC2的关键在于优化工艺参数，如烧结温度、压力和时间等。
通过前期试验，我们发现，在适当的温度下（如约1000°C），利用适当的压力（如约50MPa）进行较短的烧结时间（如1-2小时），可以得到高质量的Ti3AlC2。
在制备过程中，我们需确保原材料的纯度及比例的精确性，保证在热压烧结过程中无其他杂质产生。
四、固溶强化技术的应用固溶强化是一种通过引入其他元素或离子来提高材料性能的方法。
在Ti3AlC2中引入适量的其他元素，如Fe、Si等，可以显著提高其硬度、强度和耐腐蚀性等性能。
我们通过精确控制引入元素的种类和含量，利用放电等离子烧结技术实现了固溶强化的效果。
五、实验结果与讨论通过实验，我们成功制备了高纯度的Ti3AlC2材料，并对其进行了固溶强化处理。
XRD分析显示，制得的Ti3AlC2晶体结构清晰、晶格稳定。
此外，扫描电镜观察表明材料致密均匀，颗粒分布合理。
通过对不同比例元素固溶强化的比较实验发现，适当含量的Fe或Si可以显著提高材料的硬度及强度。
三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2的连接以及层状材料的制备与性能的开题报告
三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2的连接以及层状材料的制备与性能的开题报告一、题目三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2的连接以及层状材料的制备与性能研究二、研究意义随着制造技术的不断发展，材料制备和性能研究已成为材料科学中的重要研究方向。
层状材料具有优异的物理和化学性能，因此在航空航天、能源、化工等领域具有广泛的应用前景。
而三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2作为一种新型的结构材料，其具有优异的高温耐热性能、耐腐蚀性、抗氧化性等特点，是未来新材料的发展方向之一。
本研究旨在探讨三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2的连接技术及制备工艺，并对其物理化学性能进行研究，为其进一步的应用提供理论和技术支持。
三、研究内容1、三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2的制备方法2、层状材料的物理化学性能测试和表征3、三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2的连接技术研究四、研究方法1、采用化学溶液沉积法、等离子喷射法等制备方法制备三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2。
2、使用XRD、SEM、TEM、EDS、XPS等技术对样品的物理化学性质进行测试和表征。
3、利用化学键合、热压、全固相扩散连接等方法研究三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2的连接技术。
五、预期结果1、成功制备出三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2材料，研究其物理化学属性。
2、探究三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2的连接技术，为其应用提供技术指导。
3、提升三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2材料的性能，为其在航空航天、能源、化工等领域的应用开拓新的可能性。
六、进度计划1、完成文献调研和研究方案制定，预计时间：1周。
2、制备三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2样品，预计时间：1个月。
3、使用XRD、SEM、TEM、EDS、XPS等技术对样品进行测试和表征，预计时间：1个月。
4、研究三元层状陶瓷Ti-Al-C、Ti3SiC2的连接技术，预计时间：2个月。
Ti_3AlC_2可加工导电陶瓷及其铜基复合材料的研制
Ti_3AlC_2可加工导电陶瓷及其铜基复合材料的研制本文以Ti、Al、C元素粉末为原料,详细阐述了采用机械合金化法制备三元层状可加工陶瓷Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>;同时,采用热处理工艺对机械合金化后混合粉体进行提纯以获得高纯Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>粉体,为Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>粉体材料的制备提供了新的技术途径。
另外,采用机械合金化结合放电等离子烧结技术制备Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>块体,解决了Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>块体制备的关键科学问题即烧结温度较高或保温时间较长等。
利用合成的高纯Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>粉体与Cu制备出具有优异性能的Cu/Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>金属陶瓷复合材料,并研究了其磨损行为。
通过系统地研究机械合金化参数、原料配比和掺杂Si对合成Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>的影响,优化并给出了机械合金化法制备Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>的最佳工艺参数,合成混合粉体中Ti<sub>3</sub>AlC<sub>2</sub>的含量最高可达95.1wt.%。
自蔓延高温合成Ti3AlC2陶瓷材料
自蔓延高温合成Ti3AlC2陶瓷材料封小鹏;陈秀娟;张鹏林;史鉴;高恒蛟;高君玲【摘要】以Ti、Al、C、TiC粉末为原料,研究掺杂Si及Al含量对自蔓延高温合成Ti3AlC2的影响,合成材料的X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明:物质的量比n(Ti)∶n(Al)∶n(C)∶n(TiC)∶n(Si)=2∶1.2∶1∶0.9∶0.1的原始混合粉末,经50 MPa压力压制的压坯在空气中自蔓延高温合成后,可获得高纯度的Ti3AlC2陶瓷材料,并且添加的Si均匀的固溶在基体中.合成的产物为片层状组织并存在极少的颗粒结构,片层状晶粒的平均尺寸为10 μm左右.掺加硅时,适当增加Al 含量有助于Ti3AlC2的生成.通过K-值法估算Ti3AlC2的纯度,在n(Ti):n(Al):n(C):n(TiC):n(Si)=2∶1.2∶1∶0.9∶0.1体系中,得到的Ti3AlC2陶瓷材料纯度高达97.75％.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2011(016)005【总页数】6页(P736-741)【关键词】自蔓延高温合成;Ti3AlC2;差热分析;显微组织;Si;K-值法【作者】封小鹏;陈秀娟;张鹏林;史鉴;高恒蛟;高君玲【作者单位】兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,兰州730050;兰州理工大学机电工程学院,兰州730050;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,兰州730050;天津电力建设公司,天津300000;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,兰州730050;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TF124.5近年来，三元层状碳化物 Ti3AlC2受到众多研究人员的关注。
1994年Pietza[1]等研究Ti-Al-C三元相图时，首先发现 Ti3AlC2兼具金属和陶瓷的特性，它能像金属一样具有导电和导热性能，有相对较低的维氏硬度和较高的弹性模量；同时也有较高的抗弯强度、良好的热振性和优异的抗氧化性能[2]，更具应用价值的是它们具有优于石墨和 MoS2的自润滑性能。
《放电等离子烧结制备高纯Ti3AlC2及固溶强化》范文
《放电等离子烧结制备高纯Ti3AlC2及固溶强化》篇一一、引言随着现代材料科学的飞速发展，新型陶瓷材料因其独特的物理和化学性质，在众多领域中得到了广泛的应用。
Ti3AlC2作为一种具有优异性能的三元层状陶瓷材料，其制备工艺和性能优化成为了研究的热点。
放电等离子烧结技术作为一种新兴的制备方法，以其快速烧结、低能耗等优势在陶瓷材料制备中显示出巨大的潜力。
本文旨在探讨放电等离子烧结技术在制备高纯Ti3AlC2及其固溶强化方面的应用。
二、实验方法1. 材料准备本实验采用高纯度的Ti、Al和C元素作为原料，通过混合、球磨、干燥等工艺制备出Ti3AlC2粉末。
2. 放电等离子烧结将制备好的Ti3AlC2粉末放入放电等离子烧结炉中，设定烧结温度、压力和时间等参数，进行烧结。
在烧结过程中，利用放电等离子技术对粉末进行加热和熔融，并通过高压将熔融态的粉末固化成块状材料。
3. 固溶强化处理将烧结后的Ti3AlC2材料进行固溶强化处理，通过调整温度和时间等参数，使材料中的元素进行固溶反应，提高材料的性能。
三、实验结果与分析1. 高纯Ti3AlC2的制备通过放电等离子烧结技术，成功制备出高纯度的Ti3AlC2材料。
XRD和SEM等测试结果表明，制备出的Ti3AlC2具有较高的纯度和良好的结晶性能。
2. 固溶强化效果对烧结后的Ti3AlC2材料进行固溶强化处理，通过调整固溶处理的温度和时间等参数，使材料中的元素进行固溶反应。
实验结果表明，经过固溶强化处理的Ti3AlC2材料具有更高的硬度和更好的耐磨性能。
同时，材料的抗拉强度和抗弯强度也得到了显著提高。
四、讨论与展望放电等离子烧结技术作为一种新兴的制备方法，在陶瓷材料制备中具有广泛的应用前景。
通过优化烧结参数和固溶强化处理，可以进一步提高Ti3AlC2材料的性能。
此外，还可以通过添加其他元素或进行表面处理等方法，进一步拓展Ti3AlC2材料的应用领域。
例如，可以将其应用于航空航天、生物医疗和电子器件等领域，以满足不同领域对高性能陶瓷材料的需求。
《2024年Ti3AlC2-La2O3-Cu复合材料的制备及其性能研究》范文
《Ti3AlC2-La2O3-Cu复合材料的制备及其性能研究》篇一Ti3AlC2-La2O3-Cu复合材料的制备及其性能研究一、引言随着现代科技的发展，复合材料因其独特的物理和化学性能在众多领域得到了广泛的应用。
Ti3AlC2作为一种新型的层状陶瓷材料，具有高硬度、高导电性和良好的热稳定性等特点。
而La2O3作为稀土氧化物，具有优异的物理和化学性能。
将Ti3AlC2与La2O3/Cu相结合，制备出新型的复合材料，不仅能够有效结合两者的优点，还能进一步拓展其应用范围。
本文旨在研究Ti3AlC2-La2O3/Cu复合材料的制备工艺及其性能表现。
二、材料制备1. 原料选择本实验选用高纯度的Ti3AlC2粉末、La2O3粉末和纯铜（Cu）作为原料。
其中，Ti3AlC2粉末的纯度和粒度对复合材料的性能有重要影响，La2O3的加入能有效改善材料的热稳定性和力学性能，而纯铜则作为基体材料。
2. 制备工艺采用粉末冶金法制备Ti3AlC2-La2O3/Cu复合材料。
首先，将Ti3AlC2粉末与La2O3粉末按照一定比例混合均匀；然后，将混合粉末与Cu粉末按照预定比例混合，并加入适量的有机粘结剂；最后，通过冷压成型和烧结工艺制备出复合材料。
三、性能研究1. 力学性能通过硬度测试、抗拉强度测试和弯曲强度测试等方法，研究Ti3AlC2-La2O3/Cu复合材料的力学性能。
实验结果表明，随着La2O3含量的增加，复合材料的硬度逐渐提高，抗拉强度和弯曲强度也得到显著提升。
这表明La2O3的加入能有效提高复合材料的力学性能。
2. 电学性能采用电阻率测试和导电性能测试等方法，研究复合材料的电学性能。
实验结果表明，Ti3AlC2-La2O3/Cu复合材料具有良好的导电性能。
随着La2O3含量的增加，复合材料的电阻率有所降低，但整体仍保持较高的导电性能。
这表明La2O3的加入有助于提高复合材料的电学性能。
3. 热学性能通过热膨胀系数测试和热稳定性测试等方法，研究复合材料的热学性能。
三元层状陶瓷Cr2AlC涂层的制备、表征及其性能研究的开题报告
三元层状陶瓷Cr2AlC涂层的制备、表征及其性能研究的开题报告一、研究背景：层状材料是指由连续的板状单位组成的材料结构，具有特殊的物理化学性质。
近年来，三元层状陶瓷Cr2AlC作为一种新型材料，由于其优异的综合性能被广泛关注。
该材料具有高强度、高模量、高温稳定性，且能够保持良好的高温断裂性能，在热、电、导磁、摩擦磨损等领域具有广泛的应用前景，特别是在高温耐腐蚀环境下表现出了优异的性能。
因此，研究三元层状陶瓷Cr2AlC涂层的制备方法、表征及其性能，对于拓展其应用领域具有重要的意义。
二、研究内容：1. 系统梳理三元层状陶瓷Cr2AlC涂层研究现状及应用前景；2. 探究制备三元层状陶瓷Cr2AlC涂层的方法，包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等；3. 对所制备涂层进行表征，包括表面形貌分析、化学成分分析、结构性质表征以及性能评价等；4. 分析不同制备方法及涂层条件对于涂层性能的影响，探究优化制备条件的方法；5. 探究三元层状陶瓷Cr2AlC涂层在高温、高腐蚀环境下的应用前景。
三、研究意义：1. 拓展三元层状陶瓷Cr2AlC涂层的应用范围，提高其应用领域的技术含量；2. 拓展新型材料在实际应用中的运用，提高生产效率和产品质量；3. 为新型材料的研究提供理论基础和实验依据。
四、研究方法：1. 阅读相关文献，了解研究现状；2. 利用PVD或CVD等方法制备三元层状陶瓷Cr2AlC涂层；3. 对所制备涂层进行表征，包括表面形貌分析、化学成分分析、结构性质表征以及性能评价等；4. 分析制备条件对于涂层性能的影响；5. 对涂层表面进行性能测试，如耐腐蚀性能、高温力学性能等。
五、拟解决的问题：1. 制备方法比较复杂，未能快速将其应用于实际生产；2. 目前较少相关研究论文，研究现状不够清晰；3. 目前涂层表征方法较多，选取合适的表征手段需要技术支持。
六、预期结果：1. 能够实现三元层状陶瓷Cr2AlC涂层的研发，开发出实用性良好的制备方法；2. 全面了解了不同制备方法及涂层条件对于三元层状陶瓷Cr2AlC涂层性能的影响，为实际生产提供了借鉴；3. 对三元层状陶瓷Cr2AlC涂层性能进行了全面评估，包括表面形貌、化学成分、结构性质及性能等方面，使其能够用于实际工作环境；4. 拓展了新型材料的应用范围，为新型材料的研究提供了实验依据和理论支持。
机械合金化合成Ti_3AlC_2导电陶瓷
０ 引
Ｔｉ １ ｚ属 于 三元 层 状 结 构 Ｍ 系 的 。 Ｃ Ａ ＋ ＡＸ
一
化合 物 晶体结构 相似 ， 同属 于六 方 晶体 结构 ， 晶格
参数 ａ ． ０ ３ｎ 和 ｃ ． ５ ｍ， 类结 一０ ３ ７５ ｍ 一１ ８ ７８ ｎ 该
构 中存 在着 金属 键 、 渡 金 属 八 面体 的强 共价 键 过
ＴｉＡ１ ．Ｔｈ ｒ ｐ ｒｉｎ ｏ ３ Ｃ２ｃ ｎ ｒａ ｈ９ ． ｗｔ ａ ｄ９ ． ｗｔ／ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ，ａ ｄＴｉＡＩＳ ） ２ ３ Ｃ２ ｅｐ ｏ ｏ ｔｏ ｆＴｉＡ１ ａ ｅ ｃ ４ ２ ｎ ５ １ ６ ｅ ｐ ｃｉｅｙ ｎ ３ （ ｉＣ ９ ຫໍສະໝຸດ Ｖｏ． ３Ｎ ． １３ ｏ １
Ｆｅ ２ ２ ｂ． ０１
机 械合 金 化 合成 Ｔｉ Ｃ 导 电陶瓷 ３ ２ Ａ１
刘 可 心 ， 金 松 哲
（ 春 工 业 大 学 先 进 结构 材料 教育 部 重 点 实 验 室 ，吉林 长 春 １０ １） 长 ３ ０ ２
摘 要 ：以 ＴｉＡ１ Ｃ单 质作 为原料 ， ， 和 通过 机械 合金 化制备 出了 Ｔ 。 Ｃ ｉ Ａ１ 粉体 ， 并对 其结 构和
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第30卷第2期硅 酸 盐 通 报 Vo.l 30 N o .2 2011年4月 B U LLET I N OF THE CH I N ESE CERAM IC SOC I ETY A pr i,l 2011三元Ti 3A lC 2陶瓷的原位合成与表征艾桃桃,冯小明(陕西理工学院材料科学与工程学院,汉中 723003)摘要:本文利用T i C T i A l 体系的原位反应结合热压技术制备T i 3A l C 2陶瓷。
采用XRD 和SE M 分析产物的相组成和显微结构,并测量其密度和抗压强度。
结果表明:经1450 /2h 烧结后,产物主要由片状T i 3A lC 2相和少量的T i C 颗粒组成,密度约4.21g /c m 3,抗压强度达270.358M P a 。
关键词:T i 3A l C 2;T i C ;原位合成中图分类号:TQ174 文献标识码:A 文章编号:1001 1625(2011)02 0424 04In situ Synthesis and Characterization ofTernary T i 3A lC 2C era m ic AI Tao tao ,FE NG X iao m ing(Depart m ent ofM ateri als Science and Engi n eeri ng ,ShaanxiUn i versity ofT echnology ,H anzhong 723003,Ch i na)Abst ract :T i 3A l C 2cera m ics w ere fabricated by in situ hot pressed tec hnique of T i C T i A l syste m .Theco m position and m icrostr uct u re o f the pr oducts were i n vestigated by XRD and SE M m ethods .The densityand co m pressi o n strength w ere a lso tested .The results sho w that a fter si n tered at 1450for 2h ,the product consists of layered T i 3A l C 2as them a i n phase and a little T i C particles ,the density is 4.21g /c m 3,and the co mpressi o n strength reaches to 270.358M Pa .K ey w ords :T i 3A l C 2;T i C ;i n situ synthesis 基金项目:陕西省教育厅专项科研计划项目(2010J K467),陕西省自然科学基础研究计划项目(2008E120)作者简介:艾桃桃(1981 ),男,讲师.主要从事结构和功能陶瓷的研究.E m ai:l aitaotao0116@126.co m1 引 言T i 3A lC 2属于六方晶系,空间群为D 46h P 63/m m c ,晶格参数a =0.30753nm 和c =1.8578nm,理论密度为4.25g /c m 3[1 3]。
观察T i 3A l C 2的结构图[1],共棱的CT i 6被平面四边形A l 原子层分隔,C 原子位于八面体的心部,每一个晶胞含2个T i 3A l C 2分子;T i 原子占据2个不同的位置T i( )和T i( ),T i( )原子位于邻近A l 原子的(110)面,T i( )原子位于C T i 6八面体的共棱面,与之最近的原子为C 原子。
由于具有特殊的结构和键合,T i 3A l C 2兼具金属和陶瓷的优良性能。
像金属,室温可导热、导电,V ickers 硬度低,易机加工,高温又具有塑性;像陶瓷,具有高屈服强度、高熔点、高弹性模量、高热稳定性和良好的抗氧化性;更重要的是它有甚至优于石墨和M oS 2的自润滑性能。
因此,T i 3A lC 2可广泛用于高温结构陶瓷、热交换器、减摩耐磨部件、窑具和耐腐蚀构件等方面。
目前,高温自蔓延(SH S)、热压(H P)、热等静压(H I P)和放电等离子烧结(SPS)等技术常用于T i 3A lC 2的制备,合成体系主要包括:T i A l C 体系[4 8]、T i A l C T i C 体系[9]、T i A l C T i 3A l C 2体系[9]、T i A l C Sn 体系[10]、第2期艾桃桃等:三元T i 3A lC 2陶瓷的原位合成与表征425 T i A l C S i 体系[11 13]、T i A l 4C 3 C 体系[14,15]、T i C T i A l Si 体系等[16]。
诸多研究发现,合成高纯T i 3A l C 2主要面临两个问题:首先,A l 高温挥发严重,受T i A l 和T i C 之间强放热反应的影响;其次,T i C 杂质相难以消除。
但是,若反应体系本身含有T i C ,T i C 类似于稀释剂,可以使反应体系温度降低,A l 的挥发损失减弱,T i 3A l C 2的分解率亦降低。
本文利用T i C T i A l 体系的原位反应结合热压技术制备T i 3A l C 2陶瓷,研究烧结温度对产物相组成、微观结构以及有关性能的影响,同时探讨体系的反应过程。
2 实 验将T i C 粉、T i 粉和A l 粉按T i C /T i/A l=2 1 1(原子比)计算称重后进行球磨,球磨时间为2h ,球磨介质采用无水乙醇。
低温烘干后过250目筛子,再用SJ Y50 60T 手动等静压压片机将混合粉压制成圆棒,成型压力为5MPa 。
然后将圆棒装入ZRYS1 1600型真空热压烧结炉的专用石墨模具内,用氧化铝粉包埋,开始抽真空,当真空度低于6Pa 之后,以20 /m in 的升温速率升至600 ,再以10 /m i n 的升温速率升至设定温度,保温保压2h 。
保温完后随炉自然冷却即可。
烧结好的样品经表面打磨、精磨后,用日本理学D /m ax 2000PC 型X 射线衍射仪(XRD )分析其相成分,用JSM 6390LV 型扫描电镜(SE M )观察断口形貌。
通过A rch i m ede 法测量样品密度。
采用WAW 1000微机控制电液伺服万能实验机测量抗压强度,加载速度为5mm /m i n 。
抗压强度( c )采用的计算公式为: c =P /A ,式中, c 为样品的抗压强度(M Pa),P 为压碎时的总压力(N ),A 为受载截面面积(mm 2)。
3 结果与讨论图1为经不同温度烧结后合成产物的XRD 图谱。
由图1可见,经不同温度烧结后,合成产物主要由图1 不同温度烧结后合成产物的XRD 图谱(a)1300 ;(b)1350 ;(c)1400 ;(d)1450 F ig .1 XRD patterns o f the products si ntered at different te m peratureT i 3A lC 2和T i C 杂质相组成,不同之处在于各相对应的衍射峰强度和位置发生了变化。
经1300 烧结后,T i 3A lC 2的衍射峰强度在2 39 处最强,T i C 的衍射峰强度在2 36 处最强,且出现了A l 2O 3的衍射峰,主要是因为A l 的部分氧化或覆埋粉渗入;随着烧结温度的升高,各相的衍射峰逐渐向右偏移,说明发生了溶解 析出过程,即T i C 的不断溶解和T i 3A l C 2的形成析出,通过提高真空度,再未出现A l 2O 3的衍射峰;经1400 烧结后,2 39 处对应的T i 3A lC 2的衍射峰强度逐渐降低;到1450 ,各相的衍射峰又向左偏移,在2 41.8 处出现了T i 3A l C 2的衍射峰,此时由衍射峰分布看T i 3A lC 2的含量相对较高。
表1列出了几种化合物的标准生成G ibbs 自由能。
由表1可见,T i C 很容易生成,T i A l 系化合物较多,稳定性由强到弱依次为T i C >T i A l 3>T i A l>T i 3A l 。
对于T i C T i A l 体系,随着温度的升高,A l 首先熔融(反应1),并与T i 反应生成T i A l 化合物(反应2),此时,T i C 溶解进入T i A l 液相,析出T i 2A l C (反应3),如果此时温度继续升高,很容易形成T i 3A l C 2(反应4),虽然由T i C 和T i A l 生成T i 2A lC 和T i 3A l C 2(反应5)的反应G i b bs 自由能变差不多,但是高温T i C 的生成比T i A l 的趋势更大,而且高温使得A l 损失进一步加剧,所以更容易形成少A l 的T i 3A l C 2。
文献[18]表明,T i 2A l C 会在高温时分解得到T i 3A lC 2。
因此,当反应温度很高,T i 3A l C 2的生成趋势大于T i 2A l C 的生成,即高温不利于T i 2A l C 的生成,而T i 3A l C 2在一定范围的高温内仍然可以生成。
图1观察亦发现并没有T i 2A l C 生成。
说明在1450 烧结后,更利于T i 3A l C 2的生成。
研究快报硅酸盐通报 第30卷426表1 在1000 和1300 几种化合物的标准生成G i bb s自由能(kJ/m ol)[17]T ab.1 S tandard G ibb s free en ergy of for m ation of several co mpound s at1000 or1300Co m pounds1000 1300T i C(s)-169.684-165.117T i A l3(s)-103.748-84.182T i A l(s)-62.763-56.091T i3A l(s)-88.394-83.361T i2A l C(s)-339.368-330.234T i3A l C(s)-429.656-393.417T i3A l C2(s)-509.052-495.351A l(s) A l(l)(1)A l(l)+T i(s) T i A l(s)(2)T i C(s)+A l T i(s) T i2A l C(s)(3)T i C(s)+T i2A l C(s) T i3A l C2(s)(4)T i A l(s)+T i C(s) T i3A l C2(s)(5)图2和图3为不同温度烧结后合成产物的低倍数和高倍数SE M照片。