三元层状化合物Ti₃AlC₂陶瓷兼具金属和陶瓷的双重性能,具有良好的导电导热性能,相对较低的硬度,高温下具有塑性,可机械加工性;同时也有陶瓷材料的高强度、低密度、优异的高温稳定性、优良的耐腐蚀性能,较低的摩擦系数低和良好的自润滑性等特点。它是一种具有潜在应用前景的受电弓滑板材料。本文以Ti₃AlC₂陶瓷为基体材料,分别以Cu和石墨烯作为强化相,以Ti粉、Al粉、TiC粉、石墨粉为原料,通过将Cu和石墨烯与原料粉体以三维球磨方式进行混料,采用真空热压烧结的方法制备Ti₃AlC₂陶瓷、Cu/Ti₃AlC₂复合陶瓷、石墨烯/Ti₃AlC₂复合陶瓷,烧结温度为1400℃。研究不同的混料方案和保温时间对Ti₃AlC₂显微结构、物相组成硬度的影响。研究Cu和石墨烯的含量对Cu/Ti₃AlC₂复合陶瓷和石墨烯/Ti₃AlC₂复合陶瓷物相组成、显微结构、抗热震性、耐磨性、导电性的影响。实验结果表明,采用方案一TiC:Ti:Al=2:1:1的混料方案进行混料,保温时间为50min,烧结压力为25MPa,制备的试样中Ti₃AlC₂含量较高,硬度较好。对Cu/Ti₃AlC₂复合陶瓷的物相组成、显微结构、抗热震性、耐磨性和导电性等性能进行研究结果表明,当Cu作为强化相加入时,所有的试样中物相基本相同,均有Ti₃AlC₂和TiC以及Ti-Al、Cu-Al、Cu-Ti-Al金属间化合物生成,Cu的摩尔比为0.5时,试样中Ti₃AlC₂含量最高,生成的金属间化合物最少,试样的抗热震性、导电性均高于其他实验组,且形成的金属间化合物影响试样的晶粒尺寸。对石墨烯/Ti₃AlC₂复合陶瓷的物相组成、显微结构、抗热震性、耐磨性和导电性等性能进行研究结果表明,当石墨烯为强化相加入时,所有的试样中物相基本相同,均为Ti₃AlC₂和TiC,质量分数为0.05%和0.2%的试样中Ti₃AlC₂的含量高于其他实验组。石墨烯的加入起到了细化晶粒的作用,且随着石墨烯质量分数的增加,晶粒尺寸逐渐减小,试样的致密度下降。当石墨烯的质量分数为0.05%和0.175%时,试样的抗热震性高于其他实验组。石墨烯的质量分数0.1%时,摩擦磨损发生时能够产生自润滑作用,耐磨性高于其他实验组。石墨烯质量分数为石墨烯的质量分数为0.075%时电阻率最小。