| 题名 | 反钙钛矿型化合物Ti3AlC的合成与性能 |
| 作者 | 张小文 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2009-05-23 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 包亦望 |
| 关键词 | 反钙钛矿型化合物 Ti3AlC 原位反应/热压合成 力学性能 |
| 其他题名 | Synthesis and Properties of Antiperovskite Compound Ti3AlC |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 反钙钛矿型化合物由于具有超导性、接近于零的电阻温度系数、巨磁电阻等物理性能而受到了材料研究者的广泛关注。Ti3AlC是Ti-Al-C体系中唯一的一种反钙钛矿型化合物，它可能同时具有良好的力学性能和物理性能，从而成为一种新型的结构/功能材料。由于在样品制备方面存在巨大的困难，目前关于Ti3AlC的性能的报道非常少。因此，制备纯度高、致密的Ti3AlC块体材料并系统地研究其力学和物理性能，对认识反钙钛矿型化合物、开发新的结构/功能材料具有非常重要的意义。 本论文利用原位反应/热压合成的方法制备了纯度高、致密的Ti3AlC块体材料；研究了Ti3AlC的力学和物理性能。主要工作和结论是： 1，以钛、铝和石墨粉末为原料，利用原位反应/热压合成的方法制备了致密的Ti3AlC块体材料；研究了原料成分、烧结温度等对产物相组成的影响；讨论了生成Ti3AlC的反应路径。研究表明，利用摩尔比为3 : 1 : 0.8的钛、铝和石墨粉末，在1550 oC下保温2小时，同时施加30 MPa的压力，可以制备含TiC为2.68 wt%的致密块体材料。 2，利用SEM、TEM等对制备的样品进行了显微结构表征。Ti3AlC的晶粒形貌为等轴晶，平均晶粒尺寸大约为24 μm。TEM研究表明在Ti3AlC的晶界上没有非晶相。 3，系统研究了Ti3AlC的力学性能。室温下，Ti3AlC的维氏硬度、弯曲强度、压缩强度、断裂韧性分别为7.8 GPa、182 MPa、708 MPa、2.6 MPa•m1/2。Ti3AlC的断裂模式主要为穿晶断裂。维氏硬度压痕和断口分析表明Ti3AlC是一种脆性材料。室温下，Ti3AlC的杨氏模量、体模量、剪切模量、泊松比分别为209 GPa、140 GPa、83 GPa、0.25。Ti3AlC的杨氏模量随温度的升高而下降，在1210 oC Ti3AlC的杨氏模量为170 GPa。 4，初步研究了Ti3AlC的热膨胀系数、摩尔热容、热导以及室温下的电阻率等物理性能。实验结果表明，在150–1200 oC范围内，Ti3AlC升温和降温的平均热膨胀系数为10.1×10-6。 Ti3AlC的热容和热导随温度的升高而升高，在300 K和1373 K, Ti3AlC的摩尔热容分别为87和143 J•(mol•K)-1，热导分别为8.19和15.6 W•(m•K)-1。室温下，Ti3AlC的电阻率为1.55 μΩ•m。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 79 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17267]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张小文. 反钙钛矿型化合物Ti3AlC的合成与性能[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2009. |
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