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反钙钛矿型化合物由于具有超导性、接近于零的电阻温度系数、巨磁电阻等物理性能而受到了材料研究者的广泛关注。Ti3AlC是Ti-Al-C体系中唯一的一种反钙钛矿型化合物，它可能同时具有良好的力学性能和物理性能，从而成为一种新型的结构/功能材料。由于在样品制备方面存在巨大的困难，目前关于Ti3AlC的性能的报道非常少。因此，制备纯度高、致密的Ti3AlC块体材料并系统地研究其力学和物理性能，对认识反钙钛矿型化合物、开发新的结构/功能材料具有非常重要的意义。
本论文利用原位反应/热压合成的方法制备了纯度高、致密的Ti3AlC块体材料；研究了Ti3AlC的力学和物理性能。主要工作和结论是：
1，以钛、铝和石墨粉末为原料，利用原位反应/热压合成的方法制备了致密的Ti3AlC块体材料；研究了原料成分、烧结温度等对产物相组成的影响；讨论了生成Ti3AlC的反应路径。研究表明，利用摩尔比为3：1：0.8的钛、铝和石墨粉末，在1550℃下保温2小时，同时施加30MPa的压力，可以制备含TiC为2.68wt％的致密块体材料。
2，利用SEM、TEM等对制备的样品进行了显微结构表征。Ti3AlC的晶粒形貌为等轴晶，平均晶粒尺寸人约为24μm。TEM研究表明在Ti3AlC的晶界上没有非晶相。
3，系统研究了Ti3AlC的力学性能。室温下，Ti3AlC的维氏硬度、弯曲强度、压缩强度、断裂韧性分别为7.8GPa、182MPa、708MPa、2.6MPa·m1/2。Ti3AlC的断裂模式主要为穿晶断裂。维氏硬度压痕和断口分析表明Ti3AlC是一种脆性材料。室温下，Ti3AlC的杨氏模量、体模量、剪切模量、泊松比分别为209GPa、140GPa、83GPa、0.25。Ti3AlC的杨氏模量随温度的升高而下降，在1210℃Ti3AlC的杨氏模量为170GPa。
4，初步研究了Ti3AlC的热膨胀系数、摩尔热容、热导以及室温下的电阻率等物理性能。实验结果表明，在150-1200℃范围内，Ti3AlC升温和降温的平均热膨胀系数为10.1×10-6K-1。Ti3AlC的热容和热导随温度的升高而升高，在300K和1373K，Ti3AlC的摩尔热容分别为87和143J·(mol·K)-1，热导分别为8.19和15.6W·(m·K)-1。室温下，Ti3AlC的电阻率为1.55μΩ·m。