黏結劑對Cr2AlC陶瓷基復合材料組織和性能的影響

(西華大學材料科學與工程學院， 四川 成都 610039)

·先進材料及能源·

黏結劑對Cr2AlC陶瓷基復合材料組織和性能的影響

郭 陽，劉錦云*,孫 林，金應榮

(西華大學材料科學與工程學院， 四川 成都 610039)

以熔鹽法自制Cr2AlC粉末為原料，加入質量分數為5%的Al和質量分數10%的Cu作為黏接劑，采用真空-熱壓燒結技術制備Cr2AlC陶瓷基復合材料，通過SEM、OLYMPUS和HVS-100等方法研究熱壓工藝、黏接劑、退火工藝對Cr2AlC基陶瓷復合材料組織和性能的影響。結果表明：在Cr2AlC里加入質量分數為5%的Al，在800 ℃保溫2 min制備的Cr2AlC基陶瓷復合材料密度4.458 g/cm3，硬度718.3 HV,電阻率0.042 Ω·m；在Cr2AlC里加入質量分數為10%的Cu，在900 ℃保溫2 min制備的Cr2AlC基陶瓷復合材料的密度5.188 g/cm3，硬度1 131 HV，電阻率0.019 Ω·m。隨著燒結溫度的升高，復合材料的綜合性能更好。

Cr2AlC；黏接劑；真空-熱壓燒結技術；組織；性能

Mn+1AXn體系化合物具有三元層狀結構[1-2]，兼具金屬和陶瓷的優良特性，如金屬的易加工性[3]和陶瓷的高溫抗氧化性能等[4]，同時還具有較低的摩擦因數[5-6]。Cr2AlC和Ti3SiC2作為Mn+1AXn體系中的典型代表之一[7]，已經被廣泛關注，但其可加工性導致其硬度較低，限制了該類材料的應用。通過顆粒增強可以有效地提高其綜合性能。由于Ti3SiC2粉體制備工藝相對成熟，因此Ti3SiC2基陶瓷復合材料研究較多。

Li等[6]以Ti3SiC2粉、Ni粉、Co粉為原料，采用熱壓法制備Ti3SiC2基復合材料。在復合材料界面出現了金屬富集的現象，證明了黏接劑可以改善潤濕性，獲得均勻的微觀結構，提高復合材料的力學性能。Guo等[8]采用表面磁控濺射法在Ti3SiC2基體表面濺射Mo、Si、Zr等金屬來改善Ti3SiC2的性能。對于Ti3SiC2/Mo復合材料，當燒結溫度超過1 000 ℃時，Si原子擴散到外層和Mo原子反應生成MoSi2，生成的MoSi2層易引發裂紋和脫落?！?br>