复合粉体与85界七％的41粉体混合，进行湿法球磨，球料比为4:1，以乙醇为球磨助剂球磨60min，球磨机转速为200r/min，使粉体混合均匀，然后进行低温干燥处理；
[0039]步骤五、将步骤四干燥后的粉体装入石墨模具中，进行真空热压烧结固化，以10°C/min升温速率升温至750°C，保温30min，施加压力为30MPa，然后随炉自然冷却，即得TiCx-Al203_TiAl3/Al 基复合材料。
[0040]图4是所制备的TiCx-Al203-TiAl3/Al基复合材料光学显微结构照片，由图可见，结构致密，粒子呈细小弥散分布。
[0041]采用三点弯曲法测量实施例1制备的TiCx-Al203-TiAl3/Al基复合材料的弯曲强度为620.33MPa，采用三点弯曲单边切口梁法(SENB)测量其断裂韧性为6.96MPa.m1/2。
[0042]实施例2
[0043]步骤一、首先将Ti3AlC2粉体高能球磨4h，以氩气为保护气氛，转速为1000r/min，球料比为7:1，得到粒径为ΙΟμπι的Ti3AlC2粉体；
[0044]步骤二、将步骤一所得Ti3AlC2粉体取50g放入烧杯内，加入300mL浓度为30vol %HF溶液反应12h，并辅以超声波分散，超声波频率为60kHz，然后用去离子水离心清洗直至pH在5.5，再用无水乙醇清洗5次，最后将粉体干燥，得到MXene-Ti3C2粉体；
[0045]步骤三、将步骤二所得的MXene-Ti3C2粉体进行低温热处理，空气气氛，升温速率为5°C/min，处理温度为400°C，保温时间为2h，随炉自然冷却，即得Ti02/MXene-Ti3C2复合粉体；
[0046]步骤四、将2wt%步骤三所得Ti02/MXene-Ti3C2复合粉体与98?七％的六1粉体混合，进行湿法球磨，球料比为3:1，以乙醇为球磨助剂球磨90min，球磨机转速为500r/min，使粉体混合均匀，然后进行低温干燥处理；
[0047]步骤五、将步骤四干燥后的粉体装入模具中，进行真空热压烧结固化，以8°C/min升温速率升温至950°C，不保温，施加压力为25MPa，然后随炉自然冷却，即得TiCx-Al203-TiAl3/Al基复合材料。
[0048]采用三点弯曲法测量实施例2制备的TiCx-Al203-TiAl3/Al基复合材料的弯曲强度为533.48MPa，采用三点弯曲单边切口梁法(SENB)测量其断裂韧性为5.99MPa.m1/2。
[0049]实施例3
[0050]步骤一、首先将Ti3AlC2粉体高能球磨20h，以氩气为保护气氛，转速为800r/min，球料比为10:1，得到粒径为20μπι的Ti3AlC2粉体；
[0051 ] 步骤二、将步骤一所得Ti3AlC2粉体取10g放入烧杯内，加入100mL浓度为40vol%HF溶液反应12h，并辅以超声波分散，超声波频率为20kHz，然后用去离子水离心清洗直至pH在
7，再用无水乙醇清洗6次，最后将粉体干燥，得到MXene-Ti3C2粉体；
[0052]步骤三、将步骤二所得的MXene-Ti3C2粉体进行低温热处理，空气气氛，升温速率为8°C/min，处理温度为300°C，保温时间为8h，随炉自然冷却，即得Ti02/MXene-Ti3C2复合粉体；
[0053]步骤四、将50wt%步骤三所得Ti02/MXene-Ti3C2复合粉体与5(^%的六1粉体混合，进行湿法球磨，球料比为5:1，以乙醇为球磨助剂球磨30min，球磨机转速为300r/min，使粉体混合均匀，然后进行低温干燥处理；
[0054]步骤五、将步骤四干燥后的粉体装入模具中，进行真空热压烧结固化，以5°C/min升温速率升温至600°C，保温60min，施加压力为lOMPa，然后随炉自然冷却，即得TiCx-Al203-TiAl3/Al基复合材料。
[0055]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种TiCx-Al203-TiAl3/Al基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)首先将Ti3AlC2粉体在氩气保护气氛下高能球磨4-20h，得到粒径为10?30μπι的Ti3AlC2 粉体; 2)按照质量分数取步骤1)所得Ti3A1C2粉体10?50份，向其中加入100?300份HF溶液，反应12?48h，并辅以超声波技术分散，然后用去离子水离心清洗直至pH为5.5?7，再用无水乙醇清洗，最后将粉体干燥即得MXene_Ti3C2粉体； 3)将步骤2)所得MXene-Ti3C2粉体在空气气氛下，升温速率为5?10°C/min，升温至200?400°C进行低温热处理，保温2?8h，然后随炉自然冷却，即得1102/1?6116-113(:2复合粉体； 4)按照重量百分比将步骤3)所得Ti02/MXene_Ti3C2复合粉体2?5(^%与50?98wt%的A1粉体混合，进行湿法球磨，以乙醇为球磨助剂，球磨30?90min，使粉体混合均匀，然后进行低温干燥处理； 5)将步骤4)干燥后的粉体装入石墨模具中，进行真空热压烧结固化，以5?10°C/min升温速率升温至600?950°C，保温0?60min，施加压力为10?30MPa，然后随炉自然冷却，即得TiCx-Al203_TiAl3/Al 基复合材料。2.根据权利要求1所述的一种TiCx-Al203_TiAl3/Al基复合材料的制备方法，其特征在于，所述高能球磨球磨机转速为500?1000r/min，球料比为6:1?10:1。3.根据权利要求1所述的一种TiCx-Al203_TiAl3/Al基复合材料的制备方法，其特征在于，所述HF溶液浓度为30?50vol %。4.根据权利要求1所述的一种TiCx-Al203_TiAl3/Al基复合材料的制备方法，其特征在于，所述超声波频率为20?60kHz。5.根据权利要求1所述的一种TiCx-Al203_TiAl3/Al基复合材料的制备方法，其特征在于，所述湿法球磨球磨机转速为200?500r/min，球料比为3:1?5:1。6.根据权利要求1所述的一种TiCx-Al203_TiAl3/Al基复合材料的制备方法，其特征在于，所述低温干燥处理温度为30?40°C。7.一种TiCx-Al203_TiAl3/Al基复合材料，其特征在于，包括下述质量比的原料: Ti02/MXene-Ti3C2 复合粉体 2 ?50wt%; A1 粉体50 ?98wt%; 所述Ti02/MXene_Ti3C2复合粉体由质量分数为10?50份Ti3AlC2粉体和100?300份浓度为30?50vol %的HF溶液经酸腐蚀处理、超声分散、离心清洗、干燥、低温热处理、自然冷却制得。8.根据权利要求7所述的一种TiCx-Al203-TiAl3/Al基复合材料，其特征在于，所述Ti3AlC2粉体经HF酸腐蚀处理后，获得的MXene-TisC:^体呈层状疏松体形貌。9.根据权利要求8所述的一种TiCx-Al203-TiAl3/Al基复合材料，其特征在于，所述MXene-Ti3C2粉体进行低温热处理，形成类石墨烯层状结构，在Ti3C2表面附着有Ti02粒子。10.根据权利要求7所述的一种TiCx-Al203_TiAl3/Al基复合材料，其特征在于，TiCx-Al203_TiAl3/Al基复合材料的弯曲强度为533?620MPa，断裂韧性为6?7MPa.m1/20
【专利摘要】本发明公开了一种TiCx-Al2O3-TiAl3/Al基复合材料及其制备方法，首先将Ti3AlC2粉体进行HF酸腐蚀处理，超声波分散，获得MXene-Ti3C2粉体，将MXene-Ti3C2粉体低温热处理，制得TiO2/MXene-Ti3C2复合粉体，然后将TiO2/MXene-Ti3C2复合粉体与Al粉体混合，湿法球磨、干燥、真空热压烧结，最终得到TiCx-Al2O3-TiAl3/Al基复合材料。本发明工艺简单可控，MXene-Ti3C2粉体热处理形成了类石墨烯层状结构Ti3C2表面附着TiO2颗粒，TiO2和Al反应形成TiAl3和Al2O3，保证了基体相和增强相强的化学键连接，以及增强粒子的分散问题，特殊的类石墨烯结构Ti3C2还可显著改善Al基复合材料的综合性能，尤其是耐磨性能，可用于制造高性能汽车活塞、卫星结构件和空间机构结构件替代钛合金以及电子封装等热控器件。
【IPC分类】C22C32/00, C22C21/00, C22C1/05
【公开号】CN105463224
【申请号】CN201510833943
【发明人】艾桃桃, 费岩晗, 于琦, 袁新强, 李文虎, 邹祥宇, 冯小明, 邓志峰, 孛海娃, 刘博洲
【申请人】陕西理工学院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月25日