Ti3AlC2-ZA復(fù)合材料的熱壓燒結(jié)制備工藝與性能研究.pdf

1、三元層狀化合物Ti3AlC2綜合了金屬與陶瓷的優(yōu)異性能，可作為一種新型顆粒增強(qiáng)相用于強(qiáng)化鋅鋁合金(ZA)，制備出性能更高的鋅基復(fù)合材料。本文在批量制備高純度Ti3AlC2粉體的基礎(chǔ)上，采用熱壓燒結(jié)工藝制備出了組織致密均勻的Ti3AlC2/ZA復(fù)合材料，并重點(diǎn)研究了工藝參數(shù)和材料組分等對(duì)材料制備和性能的影響。結(jié)果表明:燒結(jié)溫度是影響復(fù)合材料性能的主要因素，在其它條件不變的情況下，復(fù)合材料抗彎強(qiáng)度與顯微維氏硬度隨燒結(jié)溫度升高而增大;但是溫度

2、在升高到一定程度后，繼續(xù)提高燒結(jié)溫度反而使復(fù)合材料力學(xué)性能下降。熱壓燒結(jié)Ti3AlC2/ZA復(fù)合材料的最佳保溫時(shí)間為2h，較短或更長(zhǎng)的保溫時(shí)間都使復(fù)合材料的性能下降。復(fù)合材料中基體與增強(qiáng)相在燒結(jié)過程中沒有發(fā)生反應(yīng)?；w合金主要由富鋅相η、富鋁相α、共晶組織η+β和共析組織η+α組成。隨著燒結(jié)溫度升高與保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，共晶組織含量增多。Ti3AlC2/ZA復(fù)合材料的性能受增強(qiáng)相體積含量與基體合金成分的共同影響。隨著Ti3AlC2體積分?jǐn)?shù)增

3、大，顯微維氏硬度提高。三種基體合金中ZA27性能最好，ZA12次之，ZA8最差，相同顆粒含量的Ti3AlC2/ZA復(fù)合材料的性能隨著基體合金性能的提高而提高。在本文制備的Ti3AlC2/ZA復(fù)合材料中，20vol.％Ti3AlC2/ZA8在440℃、保溫2h條件下制備的復(fù)合材料相對(duì)密度最高，達(dá)到97.69％;在460℃、保溫1h條件下制備的20vol.％ Ti3AlC2/ZA27復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度和顯微維氏硬度最高，分別為330MPa和