第11卷第2期Vol.11No.2

粉末冶金材料科学与工程

MaterialsScienceandEngineeringofPowderMetallurgy

2006年4月Apr. 2006

Ti3SiC2陶瓷材料的研究进展

刘继进,李松林

(中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083)

摘 要:层状结构的Ti3SiC2陶瓷属于六方晶体结构,空间群为P63/mmc。它结合了金属和陶瓷的许多优异性

能,如极好的导电、导热能力,优良的可加工性,高的抗氧化性、耐化学腐蚀性,出色的抗热震性、高温强度和高温塑性,良好的自润滑性等,因而可以预料Ti3SiC2将成为重要的高温结构陶瓷和功能材料。该文从Ti3SiC2材料的结构、组成与性能入手,对其制备方法及应用进行综合评述。

关键词:Ti3SiC2;制备;性能;塑性变形;应用

中图分类号:TQ174 文献标识码:A 文章编号:16730224(2006)263

07

NewresearchprogressoflayeredceramicTi3SiC2

LIUJi jin,LISong lin

(StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)

Abstract:ThelayeredceramicmaterialTi3SiC2hasahexagonalcrystallographicstructurewithspacegroupP63/

mmc.Itcombinesboththemeritsofthemetalsandceramicsandpossessesalotofattractivepropertiessuchasex cellentthermalandelectricalconductivity,goodmachinability,highoxideandchemicalcorrosionresistance,goodthermalshockresistanceandhightemperaturestrength,andgoodplasticdeformationandself lubricatonabilities.SoTi3SiC2isestimatedtobeapromisingcandidateforhightemperaturestructureceramicandfunctionalmaterials.Therebythepresentpaperexaminesandevaluatestheproperties,fabricationmethodandapplicationofTi3SiC2.

Keywords:Ti3SiC2;fabrication;properties;plasticdeformation;application

近来,新型三元层状化合物的特殊物理化学性能,引起了物理和材料学专家的强烈的研究兴趣。此类化合物的通式为MN+1AXN(式中N=1,2,3;M为过渡金属元素,A为IIIA族或IVA族元素,X为碳或氮元素),并划分为3大类:211相M2AX、312相M3AX2、413相M4AX3。它们具有共同的结构特点,即紧密堆积的过渡金属氮化物或碳化物层被A层原子所隔开;它们既有与金属相似的良好的导热、导电性,相对柔软、可塑性好以及优越的可加工性,又有与陶瓷材料相近的物理化学性能,如高熔点、抗氧化、耐化学腐蚀、耐高温和优良的抗热震性能等。在这类化合物中,以Ti3SiC2最为典型,国内外对它的粉体及块体材料

收稿日期:200506

20;修订日期:200507

12

均进行了大量研究,巳成为高温结构陶瓷、自润滑材料、电极材料的重要发展方向。然而在各种制备方法得到的Ti3SiC2材料中,杂质的存在总是不可避免,因此如何制备纯净致密的Ti3SiC2陶瓷仍是一个亟待解决的问题。本文作者就Ti3SiC2的晶体结构、性能、制备方法和应用进展,对近期的文献作一系统的总结。

1 Ti3SiC2的晶体结构

Ti3SiC2的晶体结构最早由JEITSCHKO和NOWOTNY[1]测定,得出其晶体结构为六方晶系,空间群为P63/mmc,晶格参数为a=0.307nm、c=

通讯作者:刘继进,电话:07318830614;E mail:csuliujj@sina.com