Ti2SnC的合成及其晶粒定向生长的研究

论文摘要

Ti2SnC是一种新型陶瓷材料，具有较高的电导率、良好的可加工性、自润滑性和耐腐蚀等优良性能，已成为国内外研究的热点。本论文的主要研究内容包括：①通过改变初始配料的组分及比例，确定关键工艺参数，实现常压合成高纯度Ti2SnC粉体；②采用机械活化低温合成技术，实现低温下合成Ti2SnC。③选用合适的生长模板，控制Ti2SnC晶粒的定向生长，制备具有织构化的Ti2SnC陶瓷。研究结果表明，当Ti／Sn／C以2∶1∶1摩尔比配料，真空气氛下，在1200℃保温1h后，常压合成了高纯度Ti2SnC粉体；当采用Ti／Sn／TiC按摩尔比1∶0.8∶0.9配料时，在1200℃，真空气氛下，仅保温15min，常压合成了高纯度Ti2SnC粉体。利用X—射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、差热分析（DSC）等技术，对Ti2SnC粉体的特征、形成机制进行了系统分析，并对Ti2SnC的热稳定性进行了研究，确定了Ti2SnC在真空条件下的分解温度为1250℃，分解产物为Sn和TiC。利用机械活化低温合成技术，实现了低温合成Ti2SnC。高能球磨1h后的Ti／Sn／C超细粉，真空或Ar气氛下，在650℃，保温1h，常压合成了Ti2SnC。使Ti2SnC的合成温度与报道的温度相比降低了600℃左右。此外，还深入研究了C颗粒尺寸在反应系统中对Ti2SnC的形成影响。利用C纤维为反应模板，实现了Ti2SnC晶粒的定向生长控制。通过对C纤维浸渗一定摩尔比的Ti-Sn料浆，然后对其定向排布和冷压成型，在1200℃常压烧结2h后，得到了具有织构化的Ti2SnC陶瓷。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 序
• 1 引言
• 2SnC的晶体结构及性能'>1.1 Ti₂SnC的晶体结构及性能
• 2SnC的制备方法及其国内外的研究现状'>1.2 Ti₂SnC的制备方法及其国内外的研究现状
• 2SnC的应用前景'>1.3 Ti₂SnC的应用前景
• 1.4 机械活化低温合成技术概述
• 1.5 本论文研究的主要内容、目的、意义
• 2SnC的合成及其机制的研究'>2 高纯度Ti₂SnC的合成及其机制的研究
• 2SnC'>2.1 采用Ti/Sn/C粉末合成Ti₂SnC
• 2.1.1 实验方法
• 2.1.2 结果与讨论
• 2SnC粉体'>2.2 采用Ti/Sn/TiC合成高纯度的Ti₂SnC粉体
• 2.2.1 实验方法
• 2.2.2 结果与讨论
• 2SnC合成机制研究'>2.3 Ti₂SnC合成机制研究
• 2.3.1 实验方法
• 2.3.2 结果与讨论
• 2SnC的热稳定性'>2.4 Ti₂SnC的热稳定性
• 2.4.1 实验方法
• 2.4.2 结果与讨论
• 2.5 小结
• 2SnC'>3 机械活化低温合成Ti₂SnC
• 2SnC'>3.1 高能球磨Ti/Sn/C粉末低温合成Ti₂SnC
• 3.1.1 实验方法
• 3.1.2 结果与讨论
• 2SnC'>3.2 采用高能球磨石墨粉合成Ti₂SnC
• 3.2.1 实验方法
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.3 小结
• 2SnC的定向生长'>4 Ti₂SnC的定向生长
• 2SnC陶瓷'>4.1 利用C短纤维制备定向Ti₂SnC陶瓷
• 4.1.1 实验方法
• 4.1.2 结果与讨论
• 2SnC晶粒的定向生长机制'>4.1.3 Ti₂SnC晶粒的定向生长机制
• 2SnC陶瓷'>4.2 C纤维定向排布法制备织构化Ti₂SnC陶瓷
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.3 小结
• 5 结论
• 参考文献
• 索引
• 作者简历
• 学位论文数据集