[发明专利]一种Ti2AlC复合陶瓷材料的反应喷射合成制备方法

摘要

本发明公开了一种Ti2AlC复合陶瓷材料的反应喷射合成制备方法。工艺步骤包括1)将钛粉、铝粉在有机溶剂介质中湿磨，加入蔗糖溶液形成混合物料，搅拌均匀后烘干升温使蔗糖碳化，再将碳化后的混合物料破碎，筛分；2)以火焰喷枪为喷射设备、氧‑乙炔焰为喷射热源、氩气为雾化气体、石墨模具为接收体，利用制备的Ti‑Al‑C复合粉进行自反应喷射成形，原位合成Ti2AlC复合陶瓷材料。本发明利用蔗糖碳化形成的不定形炭的高吸附作用，制备具有高反应活性的Ti‑Al‑C复合粉，喷射过程中通过氧‑乙炔火焰热源，引燃体系的自蔓延高温合成(SHS)反应，原位合成Ti2AlC复合陶瓷材料，可利用低成本原材料与简单的喷射装置，通过SHS反应获得高性能的复合陶瓷材料。

主权项

一种Ti2AlC复合陶瓷材料的反应喷射合成制备方法，其特征在于，按以下步骤完成：1)以钛粉、铝粉为反应原材料，用砂磨机在有机溶剂介质中湿磨；称取蔗糖，溶于蒸馏水形成蔗糖溶液，加入上述物料中继续湿磨、搅拌1小时，形成混合物料；钛粉的质量分数为60.1％～63.3％；铝粉的质量分数为17.8％～22.0％；蔗糖的质量分数为17.9％～18.8％，三者质量总和为100％；2)将混合物料倒入容器，置于105～110℃的烘箱中烘干，去除混合物料中的有机溶剂与水；将烘干后的固体物料掰成块状，置于220～225℃的真空热处理炉中，使固体物料内的蔗糖碳化1～2小时，形成Ti‑Al‑C混合体系；3)利用粉碎机将碳化后的块状Ti‑Al‑C混合物料破碎，筛分出+400～‑200目范围内的Ti‑Al‑C复合粉作为喷射材料；4)以火焰喷枪为喷射设备、氧‑乙炔焰为喷射热源、石墨模具为接收体，利用制备的Ti‑Al‑C复合粉进行自反应喷射成形，原位合成Ti2AlC复合陶瓷材料；其中，选取的钛粉、铝粉为粒径小于250目的细粉，湿磨时间为1～24h；有机溶剂介质为无水乙醇或丙酮；喷射成形过程中，氧气压力设为0.5～0.7MPa，乙炔压力设为0.09～0.12MPa，氩气压力设为0.5～0.7MPa，气/粉质量流率比设为9～14，喷射距离设为150～180mm；接收体石墨形状与尺寸根据所需制备的Ti2AlC复合陶瓷坯件而定。