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Ti3AlC2,一种层状结构的化合物,因有离子键、共价键和金属键,而同时表现出金属和陶瓷的诸多优良性能,被视为一种新的陶瓷,受到广大材料科学研究者青睐。本文研究了热处理对Ti3AlC2陶瓷微观组织及力学性能的影响作用。根据n(Ti):n(Al):n(C)=3:1.5:1.8的DSC曲线,在1060℃有吸热峰,1020℃、1250℃有两个放热峰,可知在1000℃到1250℃范围内,Ti-Al-C体系内部仍在进行某些转化,又根据文献报道当温度达到1360℃后,Ti3AlC2会分解为TiC。从而设定了热处理温度范围为950-1450℃,在真空环境下进行固溶时效热处理,以100℃为间隔梯度设定了6个热处理温度点,保温时间为8h。结合XRD和EDS,发现Ti3AlC2块体材料在经1050℃热处理后出现了新相Al3Ti,并在经1250℃热处理后Al3Ti相消失。而同时在这个过程中TiCx含量在减少Ti3AlC2含量在增加,表明Al3Ti可以和TiCx反应形成Ti3AlC2。Ti3AlC2块体材料经1250℃热处理之后:Ti3AlC2含量最高达到94.2%,比热处理之前增加了6.6%;密度达到4.01 g/cm3,为理论密度的94.3%,与热处理前相比增加了6.4%,且气孔率减少到0.9%,材料致密性明显增加,材料微观组织被改善。Ti3AlC2块体材料经1450℃的温度8h失效热处理之后Ti3AlC2含量为74.8%,并不是很低,说明Ti3AlC2的分解速率较小并不是简单的温度达到1360℃就分解为TiCx。1250℃为最佳热处理温度。从1050-1450℃,随热处理温度增加Ti3AlC2的断裂韧性,弯曲强度,压缩强度都是先增大后减小,并且都是在经1250℃热处理之后达到最大值,分别为338MPa,5.9 MPa·m1/2和662 MPa。维氏硬度正好相反,先减小后增大,在经1250℃热处理之后达到最小值为2.5GPa。除Ti3AlC2晶体结构原因之外,Ti3AlC2的含量,晶粒大小,材料气孔率,第二相TiCx含量对Ti3AlC2陶瓷力学性能都有影响。杂质相的存在,且Ti3Al C2晶粒发育不完全,大小不均匀,排列不紧密等,在晶界上大就会存在着气孔和玻璃相。在Ti3AlC2晶内也存在着气孔以及位错的缺陷,从而降低了Ti3AlC2材料的韧性和强度。经热处理之后,杂质相减少,晶粒细化,气孔减少,Ti3AlC2陶瓷材料的韧性和强度增强,力学性能得以优化。