1500℃熔渗法制备Ti3SiC2的性能优化与影响因素

本文主要探讨了熔渗法制备Ti3SiC2材料的工艺过程以及影响其性能的关键因素。Ti3SiC2是一种高性能复合材料，具有优异的硬度和高温稳定性能，广泛应用于耐磨、耐热等领域。该研究通过西安交通大学材料科学与工程学院进行，使用熔渗反应烧结技术来制备Ti3SiC2。 研究结果显示，熔渗过程中的关键参数对材料性能有显著影响。首先，熔渗温度是决定Ti3SiC2相生长的重要因素，当熔渗温度设定为1500℃时，发现最佳的熔渗保温时间为30分钟。保温时间过短可能导致不完全反应，而过长可能引发晶粒长大，影响材料的微观结构和性能。 其次，Ti3SiC2相含量直接影响材料的力学性能。随着Ti3SiC2相在试样中的比例增加，材料的抗弯性能得到了明显的提升。这是因为Ti3SiC2的高强度和高硬度共同作用，增强了材料的刚性和韧性。 摩擦和磨损性能也是研究的重点。实验结果显示，随着试验压力的增大，Ti3SiC2材料的摩擦因数和磨损率呈现出先增后减的趋势。在较低压力下，由于金属和Ti3SiC2界面间的接触面积增加，摩擦力增大，磨损率也随之上升。然而，当压力进一步增大到40N时，摩擦表面可能会形成连续的氧化膜，这种膜可以减小材料与接触面的直接磨损，从而降低磨损率。 熔渗法制备Ti3SiC2材料的工艺参数和Ti3SiC2相的含量对材料的抗弯强度、摩擦因数和磨损率有着显著的影响。优化这些参数可以有效提升Ti3SiC2材料的综合性能，使其在实际应用中展现出更好的机械性能和耐磨损特性。这项研究对于Ti3SiC2材料的设计和制备具有重要的理论指导意义，也为相关领域的工程实践提供了参考。