三铝化钛基复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种三铝化钛基复合材料的制备方法，包括下述步骤：将TiO₂粉、TiC粉、糊精粉与蒸馏水混合，球磨均匀，真空冷冻去除水分，过筛得混合粉体；将所得混合粉体进行冷压成型制成颗粒预制体，在惰性气氛中预烧结；在流动氩气气氛保护下进行熔体渗透Al，即得TiAl₃－Ti₃AlC₂－Al₂O₃复合材料。由于在预烧结过程中，糊精分解成碳，碳将部分TiO₂还原成Ti₂O₃，在渗透Al过程中，Al还原TiO₂生成TiAl₃和Al₂O₃，TiAl₃与TiC在无压固液相反应过程中生成Ti₃AlC₂，最终成功制备出了TiAl₃－Ti₃AlC₂－Al₂O₃复合材料。与现有技术TiAl₃/Al₂O₃复合材料比，室温下断裂韧性由5～8.6MPa·m^1/2提高到8～11MPa·m^1/2。

主权项

1、一种三铝化钛基复合材料的制备方法，其特征包括下述步骤：(a)将30～60wt.％的TiO2粉、30～64wt.％的TiC粉、4～15wt.％的糊精粉三种粉体与蒸馏水混合，球磨10～24小时混合均匀，采用真空冷冻-干燥仪去除水分，过筛得混合粉体；(b)将步骤(a)所得混合粉体在2MPa压力下进行冷压成型制成颗粒预制体，在惰性气氛中800～1400℃预烧结20～50分钟；(c)将铝锭在丙酮中超声清洗后烘干，放置在经过步骤(b)烧结的预制体表面，并放入刚玉坩埚中，将刚玉坩埚放入流动的惰性气氛保护的刚玉管式炉的低温端，并使低温端持续水冷至渗透结束；刚玉管式炉的高温端以5℃/min的升温速率升温至1100～1300℃，再将刚玉坩埚换到高温端，并保温40～80分钟，然后以5℃/min的升温速率升温至1300～1500℃保温70～100分钟，最后以5℃/min的降温速率降至室温，即得TiAl3-Ti3AlC2-Al2O3复合材料。