专利名称：一种Ti的制作方法
技术领域：
本发明属于陶瓷材料制造领域，具体涉及一种Ti2AlC陶瓷材料的制备方法。
背景技术：
钛铝碳(Ti2AlC)是一种具有独特性能的新型陶瓷材料。这种材料的性能集中了金属材料和陶瓷材料的优点于一身，如导电、导热、可加工、耐高温、抗热震、自润滑非常奇特的综合性能，在高温结构部件、化学防腐材料、电极材料及可加工材料等领域有广阔的应用前景。
目前，这种材料的主要制备方法有两种，原位热压烧结和热等静压烧结。这两种方法都是利用Ti、Al、C为原料，通过反应烧结直接制备钛铝碳块体材料。但此方法的纯度很难控制，杂质相较多，包括反应物残留物及中间生成物，也有Ti3AlC2物相，无法大规模产业化生产。
发明内容
本发的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种无需气氛保护、工艺简单，易于产业化，而且制造成本低的Ti2AlC陶瓷材料的制备方法，按照本发明的制备方法制得的材料纯度高，杂质含量低。
为达到上述目的，本发明采用的制备方法为首先按质量百分比将71.11％的Ti、20.00％的Al和8.89％C制成混合物；在混合物中加入混合物质量0.2-0.5％的硬脂酸钠分散剂，采用干法球磨，使其机械合金化形成主晶相为TiAl、TiC及少量钛、铝细小粉体；将球磨后的粉体在70-80℃下真空干燥4-5小时；将干燥后的粉体装入石墨磨具中，在氩气或真空条件下以1200℃-1300℃，10-35MPa的压力热压烧结1-2小时即可。
本发明利用Ti粉、Al粉、C粉以及少量添加剂经高能球磨后，原位反应生成TiC中间物相，这种复合粉体再经热压烧结后形成主晶相为Ti2AlC的可加工陶瓷材料，本发明不仅成本低、工艺简单，烧成温度低，而且制得的材料结构均匀致密。
图1为Ti粉、Al粉、C粉的高能球磨过程，试样的XRD分析结果，其中横坐标为XRD测试2θ角，纵坐标为衍射峰强度；图2为1200℃烧结试样的XRD分析结果，其中横坐标为XRD测试2θ角，纵坐标为衍射峰强度。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明实施例1，首先按质量百分比将71.11％的Ti、20.00％的Al和8.89％C制成混合物；在混合物中加入混合物质量0.2％的硬脂酸钠分散剂，采用干法球磨以转速为730转每分钟的行星式球磨机，料球质量比为1∶10，球磨时间为6小时，使其机械合金化形成主晶相为TiAl、TiC及少量钛、铝细小粉体；将球磨后的粉体在70℃下真空干燥5小时；将干燥后的粉体装入石墨磨具中，在氩气条件下以1300℃，10MPa的压力热压烧结1小时即可。
实施例2，首先按质量百分比将71.11％的Ti、20.00％的Al和8.89％C制成混合物；在混合物中加入混合物质量0.4％的硬脂酸钠分散剂，采用干法球磨以转速为700转每分钟的行星式球磨机，料球质最比为1∶10，球磨时间为7小时，使其机械合金化形成主晶相为TiAl、TiC及少量钛、铝细小粉体；将球磨后的粉体在76℃下真空干燥4.5小时；将干燥后的粉体装入石墨磨具中，在真空条件下以1270℃，20MPa的压力热压烧结2小时即可。
实施例3，首先按质量百分比将71.11％的Ti、20.00％的Al和8.89％C制成混合物；在混合物中加入混合物质量0.3％的硬脂酸钠分散剂，采用干法球磨以转速为760转每分钟的行星式球磨机，料球质量比为1∶10，球磨时间为8小时，使其机械合金化形成主晶相为TiAl、TiC及少量钛、铝细小粉体；将球磨后的粉体在72℃下真空干燥4.2小时；将干燥后的粉体装入石墨磨具中，在氩气条件下以1220℃，26MPa的压力热压烧结1.4小时即可。
实施例4，首先按质量百分比将71.11％的Ti、20.00％的Al和8.89％C制成混合物；在混合物中加入混合物质量0.5％的硬脂酸钠分散剂，采用干法球磨以转速为800转每分钟的行星式球磨机，料球质量比为1∶10，球磨时间为8小时，使其机械合金化形成主晶相为TiAl、TiC及少量钛、铝细小粉体；将球磨后的粉体在80℃下真空干燥4小时；将干燥后的粉体装入石墨磨具中，在真空条件下以1200℃，35MPa的压力热压烧结1.8小时即可。
参见图1，由图1可以看出主晶相为TiC及少量的TiAl3。
参见图2，由图2可以看出，该材料主晶相为Ti2AlC及少量的TiC。
权利要求
1.一种Ti2AlC陶瓷材料的制备方法，其特征在于1)首先按质量百分比将71.11％的Ti、20.00％的Al和8.89％C制成混合物；2)在混合物中加入混合物质量0.2-0.5％的硬脂酸钠分散剂，采用干法球磨，使其机械合金化形成主晶相为TiAl、TiC及少量钛、铝细小粉体；3)将球磨后的粉体在70-80℃下真空干燥4-5小时；4)将干燥后的粉体装入石墨磨具中，在氩气或真空条件下以1200℃-1300℃，10-35MPa的压力热压烧结1-2小时即可。
2.根据权利要求1所述的一种Ti2AlC陶瓷材料的制备方法，其特征在于所说的干法球磨采用转速为700-800转每分钟的行星式球磨机，料球质量比为1∶10，球磨时间为6-8小时。
3.根据权利要求1所述的一种Ti2AlC陶瓷材料的制备方法，其特征在于首先按质量百分比将71.11％的Ti、20.00％的Al和8.89％C制成混合物；在混合物中加入混合物质量0.2％的硬脂酸钠分散剂，采用干法球磨以转速为730转每分钟的行星式球磨机，料球质量比为1∶10，球磨时间为6小时，使其机械合金化形成主晶相为TiAl、TiC及少量钛、铝细小粉体；将球磨后的粉体在70℃下真空干燥5小时；将干燥后的粉体装入石墨磨具中，在氩气条件下以1300℃，10MPa的压力热压烧结1小时即可。
4.根据权利要求1所述的一种Ti2AlC陶瓷材料的制备方法，其特征在于首先按质量百分比将71.11％的Ti、20.00％的Al和8.89％C制成混合物；在混合物中加入混合物质量0.4％的硬脂酸钠分散剂，采用干法球磨以转速为700转每分钟的行星式球磨机，料球质量比为1∶10，球磨时间为7小时，使其机械合金化形成主晶相为TiAl、TiC及少量钛、铝细小粉体；将球磨后的粉体在76℃下真空干燥4.5小时；将干燥后的粉体装入石墨磨具中，在真空条件下以1270℃，20MPa的压力热压烧结2小时即可。
5.根据权利要求1所述的一种Ti2AlC陶瓷材料的制备方法，其特征在于首先按质量百分比将71.11％的Ti、20.00％的Al和8.89％C制成混合物；在混合物中加入混合物质量0.3％的硬脂酸钠分散剂，采用干法球磨以转速为760转每分钟的行星式球磨机，料球质量比为1∶10，球磨时间为8小时，使其机械合金化形成主晶相为TiAl、TiC及少量钛、铝细小粉体；将球磨后的粉体在72℃下真空干燥4.2小时；将干燥后的粉体装入石墨磨具中，在氩气条件下以1220℃，26MPa的压力热压烧结1.4小时即可。
6.根据权利要求1所述的一种Ti2AlC陶瓷材料的制备方法，其特征在于首先按质量百分比将71.11％的Ti、20.00％的Al和8.89％C制成混合物；在混合物中加入混合物质量0.5％的硬脂酸钠分散剂，采用干法球磨以转速为800转每分钟的行星式球磨机，料球质量比为1∶10，球磨时间为8小时，使其机械合金化形成主晶相为TiAl、TiC及少量钛、铝细小粉体；将球磨后的粉体在80℃下真空干燥4小时；将干燥后的粉体装入石墨磨具中，在真空条件下以1200℃，35MPa的压力热压烧结1.8小时即可。
全文摘要
一种Ti
文档编号C04B35/622GK1958514SQ20061010481
公开日2007年5月9日 申请日期2006年10月30日 优先权日2006年10月30日
发明者朱建锋, 王芬, 罗宏杰, 杨海波, 陈平 申请人:陕西科技大学