一种常压制备高纯钛二铝碳粉体材料的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106882965A(43)申请公布日2017.06.23(21)申请号201710144569.9(22)申请日2017.03.10(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市四牌楼2号(72)发明人孙正明丁健翔郑伟鲁菁琳田无边张培根张亚梅(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.C04B35/56(2006.01)C04B35/626(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种常压制备高纯钛二铝碳粉体材料的方法(57)摘要本发明公开了一种常压制备高纯钛二铝碳粉体材料的方法，该方法包括以下步骤：1)按摩尔比TiC∶Ti∶Al＝(0.6～1.2)∶(0.9～1.5)∶(1～1.5)称取原料TiC粉、Ti粉、Al粉；2)将原料混粉机得到混合粉料；3)将混合粉料置于烧结炉中，在气氛或真空保护下加热到1200～1600℃，之后保持30～180分钟，冷却后得到钛二铝碳粉体材料。该方法原料易得，配比简单，所用设备和制备工艺简单，合成钛二铝碳粉体时间短，纯度高，无钛三铝碳(Ti3AlC2)和TiC杂相存在，适合大规模生产应用。CN106882965ACN106882965A权利要求书1/1页1.一种常压制备高纯钛二铝碳粉体材料的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)按摩尔比TiC∶Ti∶A1＝(0.6～1.2)∶(0.9～1.5)∶(1～1.5)称取原料TiC粉、Ti粉、Al粉；2)将步骤1)中称取的原料在混粉机中混合5～25小时，得到混合均匀的混合粉料；3)将步骤2)得到的混合粉料置于烧结炉中，在气氛或真空保护下加热到1200～1600℃，之后保持30～180分钟，冷却后得到高纯钛二铝碳粉体材料。2.根据权利要求1所述一种常压制备高纯钛二铝碳粉体材料的方法，其特征在于：步骤3)中所述的保护性气氛为Ar气。3.根据权利要求1所述一种常压制备高纯钛二铝碳粉体材料的方法，其特征在于：步骤3)中所述的烧结炉为普通烧结炉，所述加热到1200～1600℃的升温速率为4～12℃/min。2CN106882965A说明书1/4页一种常压制备高纯钛二铝碳粉体材料的方法技术领域[0001]本发明涉及一种常压制备高纯钛二铝碳粉体材料的方法，属于金属性陶瓷粉体材料制备领域。背景技术[0002]近年来，一种新型三元层状化合物，MAX相(M代表过渡金属元素；A代表主族元素；X代表碳或氮)，受到了全世界科学工作者的广泛关注。其既具有类似金属优良的导电、导热及加工性能，又具有类似陶瓷的高熔点、高热稳定性、良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能。钛二铝碳(Ti2AlC)是MAX家族211相中的典型成员，发现于上个世纪六十年代(W.Jeitschko等.J.Less-CommonMet.，1963，7(2)，133-138)。它具有较低的密度(4.11g/cm3)，较低的显微硬度(4.5GPa)，较高的电导率(0.36μΩ·m)，较高的热导率(8.2×10-6·K-1)，较高的杨氏模量(277GPa)和剪切模量(144GPa)(Z.M.Sun等.Int.Mater.Rev.，2011，56(3)，143-166)。这些优良性能使MAX成为一种非常有潜力的材料，未来能够广泛应用于能源、电子和机械等应用领域，因此制备高纯度的钛二铝碳粉末具有十分重要的意义。[0003]近几十年来，大多数的研究工作主要集中在钛二铝碳粉体和块体材料的制备。W.Jeitschko等人将TiC，Ti，Al和C粉封装在真空石英管中，电弧熔融后在1200℃退火170～500h制备出钛二铝碳粉体(W.Jeitschko等.MonatashChem.，1963，94(2)，672-677)。H.Nowotny等人将TiC，Ti，Al和C粉放置于氧化铝坩埚内，在氢气氛保护下，1530℃温度烧结20h得到钛二铝碳粉体(H.Nowotny等.J.SolidStateChem.，1980，32，213-219)。以上两种方法工艺复杂，耗时过长，仅作为实验室研究小规模合成。文献报道了研究人员利用热压(HP)或者热等静压(HIP)烧结技术制备钛二铝碳。B.C.Mei等人以TiC，Ti，Al为原料，利用HP烧结在1400℃得到了钛二铝碳块体，但是产物中含有Ti3AlC2杂相(B.C.Mei等.Mater.Sci.Tech-Lond.，2005，13(4)，361-364)。J.F.Zhu等人将Ti，Al，C原料高能球磨后，利用HP烧结合成了钛二铝碳块体(J.F.Zhu等.Mat.Sci.Eng.A，2008，490(1-2)，62-65)。M.W.Barsoum等人