[发明专利]一种TiCx

说明书

本发明提供一种TiCx增强Ti₃SiC₂复合材料及其制备方法，所述复合材料是由TiCx增强相和Ti₃SiC₂基体所组成：所述TiCx的质量百分含量为5‑45wt.％，其余为Ti₃SiC₂粉末，其中0.4≤x≤0.9或x＝1.1。其制备方法包括：S1：制备TiCx粉末，其中0.4≤x≤0.9或x＝1.1。S2：TiCx增强Ti₃SiC₂混合粉末的制备。S3：TiCx增强Ti₃SiC₂混合粉末的预处理。S4：热压真空‑保护气氛烧结。烧结结束制得TiCx增强Ti₃SiC₂复合材料。复合材料不仅改善了Ti₃SiC₂基体的硬度、韧性较低的问题，而且还降低了摩擦系数、磨损率，并提高了摩擦稳定性。其复合材料具有良好的综合性能。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种TiCx增强Ti₃SiC₂复合材料及其制备方法。

背景技术

Ti₃SiC₂基复合材料不仅具有好的热电、导热性、易机械加工、低密度、自润滑性、对热震性不敏感；同时有良好的抗氧化性、耐化学腐蚀、高熔点，最重要的是此材料在高温下仍保持很高强度等性能。这些优异的特性吸引了工作者的广泛关注和深入研究。然而Ti₃SiC₂基复合材料硬度较低、抗蠕变强度低以及耐磨性差等缺陷限制了其材料的应用。因此，改善和优化 Ti₃SiC₂基复合材料的使用性能成为了相关工作者的研究重点。

在Ti₃SiC₂复合材料的研究中，史晓亮以Ti、SiC、TiC、Al以及石墨烯为原料，通过放电等离子方法制备了Ti₃SiC₂-TiC-石墨烯复合材料，材料界面结合强度好，相对密度在98.2-98.6％，摩擦系数能够达到0.30-0.50之间，磨损率在6.8×10^-5-7.9×10^-5mm³(Nm)^-1之间，虽然具有优良的摩擦学性能，但硬度较低(4.85-4.91GPa)。[史晓亮，肖业成，翟文正，陈龙.一种 Ti₃SiC₂-TiC-石墨烯自润滑复合材料及其原位合成制备方法.CN103693963A.武汉理工大学.2014年4月2日，公开.]。李鹏涛以碳纤维、石墨、炭黑、碳化硅、碳化钛、钛硅碳为原料，通过CVI沉积、浸渍、固化处理制备了 Ti₃SiC₂相碳纤维增强陶瓷基体复合材料，其密度在0.5-0.7g/cm³之间、摩擦系数在0.26-0.34之间、摩擦稳定系数在0.61-0.76之间，但同样具有硬度较低的缺点，局限了该材料的应用。[李鹏涛.一种含Ti₃SiC₂相的炭纤维增强陶瓷基体摩擦材料及其制备方法.CN 107010985A.湖南楷博新材料科技有限公司.2017年1月4日，公开.]。杨建以TiH₂、Si、TiC、B₄C以及Al为原料，通过热压烧结制备了(TiB₂+SiC)-Ti₃SiC₂复合材料，其致密度在99.5-99.8％之间，抗弯强度在720-770MPa之间，虽然具有较好的力学性能，但未改善 Ti₃SiC₂复合材料的摩擦性能。[杨建，宋凯，丘泰，潘丽梅.一种原位 (TiB₂+SiC)/Ti₃SiC₂复相陶瓷材料及其制备方法.CN 102173802A.燕山大学. 2018年4月17日，公开.]。