[發明專利]一種高純Ti3AlC2塊體材料的制備方法有效
| 申請號： | 201210469574.4 | 申請日： | 2012-11-19 |
| 公開（公告）號： | CN102992767A | 公開（公告）日： | 2013-03-27 |
| 發明（設計）人： | 賈磊;呂振林;謝輝;方佳;程逞 | 申請（專利權）人： | 西安理工大學 |
| 主分類號： | C04B35/56 | 分類號： | C04B35/56;C04B35/622 |
| 代理公司： | 西安弘理專利事務所 61214 | 代理人： | 李娜 |
| 地址： | 710048*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 高純 ti sub alc 塊體 材料 制備 方法 | ||
技術領域
本發明屬于材料制備技術領域，具體涉及一種高純Ti3AlC2塊體材料的制備方法。
背景技術
航空、航天、原子能和先進能源等科學技術領域的發展，對材料提出了越來越苛刻的強度和高溫特性要求，而現有的傳統的材料，如陶瓷材料、金屬材料及高分子材料等均不能很好地滿足要求。雖然傳統的陶瓷材料具有高強度、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化等優點，但其缺點也十分顯著，如脆性大、韌性低、重復使用的可靠性較低、難以加工等。近年來，研究者越來越關注具有三元層狀結構的Mn+1AXn系化合物，這些化合物因兼具金屬和陶瓷的雙重特性，被認為是理想的高溫結構材料。作為Mn+1AXn系中的典型代表，Ti3AlC2材料在常溫下具有良好的導電導熱性能、較低的硬度、較高的彈性模量和剪切模量、具有良好的可加工性；而在高溫下具有塑性和像陶瓷一樣的高熔點、高熱穩定、抗氧化性能和優于石墨和MoS2的自潤滑性能。由此可見，Ti3AlC2作為新型的結構與功能一體化材料將在未來擁有比較廣泛的應用前景，如可作為軸承材料、高溫結構材料、電接觸材料以及取代可加工陶瓷等。
針對高純度Ti3AlC2塊體材料的制備這一關鍵問題，國內外眾多學者展開了大量的研究工作。迄今為止，主流的制備思路是以單質的鈦、鋁和碳的粉末為原料，通過反應燒結、熱壓燒結（HP）、熱等靜壓燒結（HIP）、放電等離子燒結（SPS）、自蔓延高溫合成（SHS）或機械合金化等方法制備出塊體或粉體的Ti3AlC2材料，然而，上述方法制備出的Ti3AlC2的純度不高。
發明內容
本發明的目的是提供了一種高純Ti3AlC2塊體材料的制備方法，以解決現有方法制備Ti3AlC2塊體材料純度不高的問題。
本發明所采用的技術方案是，一種高純Ti3AlC2塊體材料的制備方法，以鈦、鋁、碳三種單質粉末為原料，先將鈦和鋁粉通過高能球磨和退火處理制備高純Ti3Al金屬間化合物粉末，隨后與碳粉均勻混合后通過反應燒結的方式制備高純的Ti3AlC2塊體材料。
本發明的特點還在于，制備方法具體按照以下步驟實施：
步驟1，機械合金化鈦、鋁混合粉末
根據Ti3Al的化學計量比確定鈦、鋁的摩爾比，并根據公式（1）計算出二者的質量比，再按需要制備的Ti3AlC2材料的總質量，計算出所需的鈦粉和鋁粉的質量；
式中，為質量比，為摩爾比，為相對原子量之比；
按照球料質量比為10:1的比例，將稱取好的鈦粉、鋁粉和鎢球同時放入行星式球磨機的球磨罐中，進行機械合金化處理后得到混合均勻的Ti3Al粉末；
步驟2，退火處理
將步驟1得到的混合均勻的Ti3Al粉末裝入石英坩堝中，放入真空熱處理爐中，對Ti3Al粉末進行退火處理；
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