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新型三元层状陶瓷Ti3SiC2结合了陶瓷和金属的许多优良性能,具有良好的抗高温氧化性,抗热震性,较高的高温强度,高温化学稳定性,耐酸碱性,高温延展性,良好的热导率和电导率,高的杨氏模量,低硬度,易加工等优良性能,可望在高温结构陶瓷、电极材料、可加工陶瓷材料、自润滑材料等领域得到应用。因此,Ti3SiC2的扩展应用成为目前众多学者研究的热点。本文以Ti粉、SiC、Si粉、炭黑为原料,采用反应热压烧结法制备Ti3SiC2单相材料和不同SiC含量的Ti3SiC2/SiC复合材料。通过光学显微镜、X射线衍射分析、扫描电子显微镜、能谱仪、热重实验等测试手段和方法对制备的Ti3SiC2单相材料和Ti3SiC2/SiC复合材料的结构和性能进行了分析和研究,得到以下结论:(1)反应热压烧结法可以制备致密高纯Ti3SiC2/SiC复合材料,复合材料主晶相为Ti3SiC2和SiC,含有少量杂质相TiC;通过扫描电镜观察,Ti3SiC2为片层状的,SiC为颗粒状,SiC含量较少时SiC均匀分布于Ti3SiC2中,但随着SiC含量的增加,SiC容易在复合材料中发生团聚,并且在这些SiC团聚体内部形成的孔洞。(2)力学性能测试显示:①随着试样中引入的SiC含量的增加,试样的弯曲强度出现逐渐下降的趋势,而试样的断裂韧性却随着SiC含量的增加有一定程度的提高;②采用SiC为原料制备的Ti3SiC2/SiC复合材料的弯曲强度低于Ti3SiC2单相材料,但是断裂韧性明显高于Ti3SiC2单相材料;然而采用Si粉为原料制备的Ti3SiC2/SiC复合材料的弯曲强度和断裂韧性都高于Ti3SiC2材料。(3)通过对Ti3SiC2/SiC复合材料在1100~1500℃下恒温氧化行为的研究,表明:①Ti3SiC2/SiC复合材料在1100~1400℃下的氧化过程遵循抛物线规律;②适量SiC的引入可以有效的提高Ti3SiC2/SiC复合材料的抗高温氧化性能;③复合材料的氧化膜分为内外两层,外层成分为金红石型TiO2,逐渐向内层过渡为TiO2和SiO2的混合物。