008年277期
稀有金属快报
放电等离子合成TisAIC2-TiB2
复合材料的相形成研究
周卫兵1,2，梅炳初2，朱教群1(1.武汉理工大学，湖北武汉430070)
（2.材料复合新技术国家重点实验室，潮北武汉430070）
维警资讯hap
摘要：采用放电等离子烧结工艺，以Ti，Al，BC，TiC为原料制备Ti,AIC,/TiB,复合材料。通过X射线衍射分析了从600℃到1300℃TiAIC/TiB，系统反应过程的相形成规律。用扫描电镜观察了不同温度下试样的显微组织演变。结果表明，在900℃之前，主要的反应是Ti和AI反应生成Ti-AI金属间化合物，900℃之后，Ti-AI金属间化
合物与TiC逐渐生成Ti,AIC,和TiB，相，形成致密Ti,AIC,/TiB,复合材料。关键词：Ti,AIC；TiB：相形成；放电等离子
中图法分类号：TB333 1引言
文献标识码：A
三元层状碳化物Ti,AIC具有非常特别的性质。
它既具有金属的一些性质，如机械可加工性、高温塑性和良好的导热导电性，同时又具有陶瓷的一些性质，如耐高温氧化，耐腐蚀以及熔点高，热稳定性高[1-4)]。但是，由于其硬度低以及较低的抗蜡变强度，极大地限制了Ti,AIC作为高温结构材料的应用。在基体材料中引入第二相能有效改善材料的性能。Chen等人(51采用热压工艺引人Al,O,颗粒来改善Ti,AIC，材料的性能，在25MPa的压力下，1500℃和1400℃烧结30min，可获得致密的TisAIC-Al,O,复合材料，硬度由3GPa提高到 5.5GPa，抗压强度由749MPa提高到1138MPa，弯曲强度从340MPa到500MPa，断裂韧性可由 6MPa'm提高到8.8MPa'm"2。
原位技术具有工艺过程简单、形成晶粒分布收稿日期：200806-04
文章编号：1008-5939(2008)07-017-05
均匀等优点，同时其合成的第二相是在基体反应生长中生成，两相界面清洁，有利于复合材料的性能提高(6)。放电等离子烧结(SparkPlasmaSintering
SPS)是一种新型的材料快速烧结技术，可在相当短的时间内使被烧结体达到致密，对于烧结难烧结材料有其独特的优势(7-14)。本研究采用放电等离子烧结工艺制备TisAIC/TiB复合材料，重点研
究复合材料的相形成机理。 2实验
2.1实验材料与工艺
实验中采用原料：金属Ti粉末（纯度99.0%，粒径10.64um）、高纯Al粉（纯度99.8%，粒径 12.83μm）和B.C(纯度95.0%，粒径1.7μm），由北京有色金属研究总院提供：TiC(纯度99.8%，粒径 4.7μm)来自株洲硬质合金厂。实验过程采用原位技术和放电等离子相结合的烧结工艺方法，使TiB，和
基金项目：国家自然科学基金（50572080)和博土启动基金（471-38650142)资助
作者简介：周卫兵，男，1974年生，博士，武汉理工大学材料科学与工程学院，潮北武汉430070，电话：027-63550199，
Email: jsyczwb@whut.edu.en