[发明专利]一种Ti2AlC/TiAl基复合材料及其制备方法

摘要

一种Ti2AlC/TiAl基复合材料及其制备方法，首先利用Ti/Al之间的反应制得TixAly粉体，再将TixAly粉体与Ti3AlC2粉体经湿法球磨混合均匀，干燥后装入模具中，进行真空热压烧结固化，得到Ti2AlC/TiAl基复合材料。该复合材料由基体相TiAl和增强相Ti2AlC构成，Ti3AlC2完全转化为Ti2AlC，无杂质相TiC等存在。本发明制备工艺简单易行、烧结温度低、制备成本低、制得的复合材料的组织细小且强韧化效果显著，可大大改善TiAl金属间化合物的强度和韧性。本发明适合工业化生产，制得的Ti2AlC/TiAl基复合材料有望用于制造航空发动机部件及超高速飞行器的翼和壳体。

主权项

一种Ti2AlC/TiAl基复合材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：步骤一、按质量分数计，将65.78～68.44％的Ti粉和31.56～34.22％的Al粉装入球磨罐中，球磨至物料混合均匀，得到混合粉体；步骤二、将混合粉体烘干后装入模具中，在常压下进行烧结，从室温升温至850～950℃的烧结温度，在烧结温度下保温30～120分钟，然后自然冷却，得到TixAly材料，对TixAly材料进行破碎、球磨，获得TixAly粉体，其中TixAly粉体由TiAl、Ti3Al、TiAl2组成；步骤三、按质量分数计，将5～50％的Ti3AlC2粉体与50～95％的TixAly粉体装入球磨罐中，球磨混合均匀后装入模具中，然后进行真空热压烧结固化，从室温升温至1000～1200℃的烧结温度，并在烧结温度及20～40MPa的压力下保温30～240分钟，然后自然冷却，得到Ti2AlC/TiAl基复合材料；其中真空热压烧结固化过程采取分段式施加压力，当温度升到200～300℃时打开加压装置，调节压力至6～8MPa，维持压力不变直到温度达到700～800℃，之后温度每升高35～55℃时增加压力1.5～3MPa，当温度达到设定的烧结温度时，调节压力至最大为20～40MPa，并在保温过程中维持压力不变。