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新型三元层状陶瓷材料Ti3AlC2由于其优异的性能受到材料研究者的广泛关注。Ti3AlC2同时具有金属和陶瓷的双重特性：像金属一样，在常温下，有很好的导热性能和导电性能，有较低的维氏硬度和较高的弹性模量和剪切模量，可以进行机械加工，并在高温下具有塑性；同时，它也具有陶瓷的特性，具有高的屈服强度，高熔点、高热稳定性和良好的抗氧化性能及自润滑性能。
Ti3AlC2的制备方法包括自蔓延高温合成(SHS)、无压合成(PLS)、机械合金化(MA)、放电等离子烧结(SPS)、热压烧结(HP)和热等静压(HIP)。本研究采用无压合成制备高纯Ti3AlC2粉末材料，并用该方法制备的粉末为原料，国内首次采用热等静压烧结制备Ti3AlC2块体，并与热压烧结制备Ti3AlC2块体相比较，将二者得到的块体材料的性能进行对比分析。
本研究采用5种原料配比，以Ti、Al、C、TiC、Sn为原料，按照不同的摩尔比例进行混合，无压合成进行Ti3AlC2粉末的制备。通过调整无压合成的工艺，寻找制备高纯Ti3AlC2粉末材料的最佳制备方法。之后，采用热等静压烧结法，分别由无压合成得到的粉料及未经合成的混合粉体为原料，制得Ti3AlC2块体材料；采用热压烧结法，由未经合成的混合粉体为原料，制得Ti3AlC2块体材料。对比分析两种制备方法制得的块体材料的性能。
研究结果表明，以TiC、Al、Ti和Sn为原料，按照2:1：1:0.1的比例混合，在H2气氛下无压合成，合成温度为1500℃，保温30min，可得到纯度为97wt％以上的Ti3AlC2粉体材料。
用热等静压法制备Ti3AlC2块体材料，以TiC:Al:Ti:Sn=2:1：1:0.1，在H2气氛中，1280℃下进行无压合成得到Ti3AlC2粉末材料为原料，经CIP整形后，进行HIP，温度1350℃，保温2h，得到的Ti3AlC2块体的密度为4.53g/cm3，抗弯强度为325MPa，断裂韧性为6.32MPa·m1/2，维氏硬度HV为3.7GPa，常温电导率为2.2×106S.m-1。
以TiC:Al:Ti:Sn=2:1:1:0.1，采用热压烧结法，在1400℃，20MPa压力下，保温保压1小时，获得的Ti3AlC2块体材料密度为4.53g/cm3，抗弯强度为293MPa，断裂韧性为7.07MPa.m1/2，维氏硬度HV为2.6GPa，常温电导率为2.6×106S·m-1。
综上所述，在本论文中，分别开展了以无压合成制备高纯度的Ti3AlC2粉末材料和以无压合成得到的Ti3AlC2粉末为原料，经热等静压烧结制备高性能Ti3AlC2块体材料的研究，对产物性能进行了分析。研究结果表明，无压合成法结合热等静压烧结可以得到性能优异的Ti3AlC2陶瓷材料，为Ti3AlC2材料的制备提供了新的研究思路。