耐火材料

作者：吴沛宸, 王璐, 李洞亭, 刘颖

单位：四川大学 材料科学与工程学院 四川成都 610065

关键词：Ti3(Al1.2-xSnx)C2,固溶强化,无压烧结,放电等离子烧结,力学性能,

随着服役工况的恶劣和对部件性能要求的提高,单相Ti3AlC2陶瓷因低韧性和低耐磨性短板,已难以契合现代工业装备愈发严苛的要求。发展有效手段可控制备高纯度、小粒径的Ti3AlC2固溶体粉末,并制备出具有较好综合力学性能的Ti3AlC2固溶体材料刻不容缓。运用固溶途径,将Ti、Al、Sn、TiC粉末置于行星球磨机内混合,采用两步无压烧结法与机械球磨法制备了高纯超细的Ti3(Al1.2-xSnx)C2 (x分别为0、0.1、0.3和0.5) 粉末,并经放电等离子烧结制备了Ti3(Al1.2-xSnx)C2块状试样。结果表明:Ti3(Al1.2-xSnx)C2 (x分别为0、0.1、0.3 和0.5) 粉末纯度均＞99%(w),且呈现出纳米层状结构;放电等离子烧结制备的Ti3(Al1.2-xSnx)C2试样随着Sn固溶量的增加,力学性能均有较大提升,其中维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性及抗压强度均呈现先增大后减小的趋势,Ti3(Al0.9Sn0.3)C2试样的力学性能最好,维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性和抗压强度分别为8.38 GPa、820.91 MPa、7.87 MPa·m1/2和1 510 MPa;Ti3(Al1.2-xSnx)C2材料强度与硬度的提升在于固溶强化与第二相强化,而材料的分层结构、裂纹扩展的偏转及断裂面的晶粒拉出等微观特性,协同增强了材料的抗变形与断裂能力。

来源：2025年第5期

《耐火材料》期刊编辑部

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