[发明专利]一种致密的Ti2AlC/Al2O3纤维复合材料及其制备方法

摘要

一种致密的Ti₂AlC/Al₂O₃纤维复合材料及其制备方法，采用商业购买的Ti₂AlC粉末和Al₂O₃纤维，通过等离子放电烧结的技术，获得致密的Ti₂AlC/Al₂O₃纤维复合材料。具体的制备方法是：先将Al₂O₃纤维在200‑400℃下进行处理，再手工研磨Al₂O₃纤维至长度为50‑200微米，将纤维与Ti₂AlC粉末混合后球磨12‑24h，装入等离子放电烧结炉中，在10‑100MPa压力下和1000‑1500℃的温度下烧结，保温时间为1‑60min。本发明与一般的Ti₂AlC的复合材料相比，具有更高的强度和断裂韧性，高的致密度，良好的导热率，可满足工业规模生产的要求。

主权项

1.一种致密的Ti₂AlC/Al₂O₃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：采用平均颗粒粒度为5微米的商业Ti₂AlC粉体，Ti₂AlC粉体纯度95％,含有5％的Ti₃AlC₂，将直径为20微米的3M公司Nextel 610系列氧化铝纤维在200℃下处理，610系列的氧化铝纤维纯度高达99％，再手工研磨Al₂O₃纤维，将纤维按照体积百分数为20％与Ti₂AlC粉末混合后球磨12h，装入等离子放电烧结炉中，在40MPa压力下和1300℃的温度下烧结，保温时间为20分钟，冷却后获得Ti₂AlC/610‑Al₂O₃纤维复合材料；阿基米德法测试的致密度大于99％，在氧化铝纤维含量达到20vol.％时，材料的弯曲强度最大达到687.6MPa，显微硬度为7.2GPa，断裂韧性为6.5MPa·m^1/2；或者，采用平均颗粒粒度为20微米的商业Ti₂AlC粉体，Ti₂AlC粉体纯度95％,含有5％的Ti₃AlC₂，将直径为20微米的3M公司Nextel 720系列氧化铝纤维在400℃下处理，720系列的Al₂O₃纤维中含有15％的SiO₂，再手工研磨Al₂O₃纤维，将纤维按照体积百分数为20％与Ti₂AlC粉末混合后球磨24h，装入等离子放电烧结炉中，在100MPa压力下和1200℃的温度下烧结，保温时间为60分钟，冷却后获得Ti₂AlC/720‑Al₂O₃纤维复合材料；阿基米德法测试的致密度大于99％，在氧化铝纤维含量达到20vol.％时，材料的弯曲强度最大达到546.7MPa，显微硬度为6.6GPa，断裂韧性为6.6MPa·m^1/2。