激光誘導自蔓延高溫合成Ti3SiC2的制備與機理研究.pdf

1、三元層狀化合物Ti3SiC2，由于其優(yōu)良的性能得到了材料科學家們的廣泛關注，成為了新型材料的重點研究對象。目前，國內(nèi)外研究Ti3SiC2制備方法很多，但是它們大多工藝相對復雜、設備成本昂貴、制備過程時間較長，這使得Ti3SiC2材料的制備受到了限制，阻礙了它的應用。
　　本論文采用一種工藝簡單、成本低廉、操作方便的新型合成技術（激光誘導自蔓延高溫合成技術）來研究激光誘導自蔓延高溫合成Ti3SiC2的反應動力學與熱力學，為實現(xiàn)Ti3

2、SiC2的激光誘導自蔓延高溫合成反應提供理論指導，達到減少試驗的盲目性、節(jié)省試驗經(jīng)費，從而獲得理想的材料結(jié)構(gòu)的目的。
　　研究結(jié)果表明：
　?。?）通過反應熱力學分析，得出：激光誘導自蔓延高溫合成Ti3SiC2的反應絕熱溫度，遠超過了能夠進行自蔓延的條件，自蔓延反應能夠進行；體系中化合物在高溫反應下的穩(wěn)定性由強到弱為Ti3SiC2、Ti5Si3、SiC、TiC。
　?。?）激光誘導自高溫合成Ti3SiC2中，TiC、T

3、i5Si3、Ti3SiC2為主要產(chǎn)物；適量添加Si的含量可以增加Ti3SiC2物質(zhì)的合成；助劑Al對反應合成Ti3SiC2有重要影響，添加一定量的Al可以在一定程度上促進Ti3SiC2的合成，但添加過量時，對反應合成沒有明顯作用；壓坯的相對密度為60％時，反應現(xiàn)象較為明顯，當相對密度過低或是過高時，反應會出現(xiàn)崩裂或不能進行等不同現(xiàn)象。
　　（3）通過動力學研究，得出：激光誘導自蔓延高溫合成Ti3SiC2的反應機理為溶解-反應-析出