摘要:随着航空、航天、微电子等高新技术的迅速发展,对铝基复合材料的综合性能要求越来越高,MAX化合物由于兼有金属和陶瓷的独特性能作为增强相是当前国内外研究的热点。本论文主要探索了Al/Ti₃SiC₂系复合材料的制备工艺及物理性能研究。研究内容包括:（1）、制备高纯的Ti₃SiC₂和Ti₂AlC粉体材料。（2）、研究体积含量从40%-80%的Al粉和Ti₃SiC₂（或Ti₂AlC）粉无压烧结块体的制备工艺。（3）、利用XRD、SEM等分析手段和技术,对材料的组织和微观结构进行分析和观察,及进行密度、电阻率、强度等力学、电学性能测试及分析。研究结果表明:以Al（或Sn）作为Ti₃SiC₂（或Ti₂AlC）的合成反应助剂,可有效地抑制合成产物中TiC等杂质相的生成,在此基础上,采用常压高温煅烧方法可合成高纯度Ti₃SiC₂（或Ti₂AlC）粉体材料。以Al及Ti₃SiC₂（或Ti₂AlC）粉体为原料,在650-750℃范围内保温30 min无压烧结,可得到Al/Ti₃SiC₂或Al/Ti₂AlC复合材料。在Al/Ti₃SiC₂复合材料的制备中,由于Al的溶解作用,Ti₃SiC₂中有少量的Si被溶出,在Ti₃SiC₂颗粒周围生成Al₄C₃、Al₄SiC₄及Al₃Ti等多种化合物。在Al/Ti₂AlC复合材料的制备中,Ti₂AlC则完全分解,主要生成了Al₃Ti、TiC等化合物。在烧结温度750℃,保温时间30 min的工艺下,Al/Ti₃SiC₂复合材料的弯曲强度平均值在136.77 MPa到225.53 MPa之间,同时随着Ti₃SiC₂体积含量的增加,复合材料的强度下降;电阻率平均值在0.1119μΩ·m-0.7344μΩ·m之间,复合材料有比较低的电阻率;密度在2.74 g/cm³到2.910 g/cm³之间,复合材料的密度比Ti₃SiC₂材料大大降低;同时由于Al粘结相的低硬度和好的界面变形协调性,使得Al/Ti₃SiC₂复合材料的硬度大大降低。在烧结温度650-750℃温度范围内保温30 min,Al/Ti₂AlC复合材料的弯曲强度平均值在69.58 MPa-291.97 MPa之间,随着Ti₂AlC体积含量的增加,复合材料的强度下降,同时随着烧结温度升高,冷压压力增大,材料的强度有所提高。复合材料的电阻率平均值在0.147μΩ·m-0.8281μΩ·m之间,有较低的电阻率。密度在2.5199 g/cm³到2.9811 g/cm³之间,可见,用比重小的Al制备Al/Ti₂AlC复合材料,其密度比Ti₂AlC陶瓷材料明显减小。