[发明专利]一种高纯Ti3AlC2块体材料的制备方法

权利要求书

1.一种高纯Ti₃AlC₂块体材料的制备方法，其特征在于，以钛、铝、碳三种单质粉末为原料，先将钛和铝粉通过高能球磨和退火处理制备高纯Ti₃Al金属间化合物粉末，随后与碳粉均匀混合后通过反应烧结的方式制备高纯的Ti₃AlC₂块体材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1，机械合金化钛、铝混合粉末

根据Ti₃Al的化学计量比确定钛、铝的摩尔比，并根据公式（1）计算出二者的质量比，再按需要制备的Ti₃AlC₂材料的总质量，计算出所需的钛粉和铝粉的质量；

m1m2=mol1mol2×M1M2---(1)]]>

式中，为质量比，为摩尔比，为相对原子量之比；

按照球料质量比为10:1的比例，将称取好的钛粉、铝粉和钨球同时放入行星式球磨机的球磨罐中，进行机械合金化处理后得到混合均匀的Ti₃Al粉末；

步骤2，退火处理

将步骤1得到的混合均匀的Ti₃Al粉末装入石英坩埚中，放入真空热处理炉中，对Ti₃Al粉末进行退火处理；

步骤3，制备Ti₃Al和碳粉混合粉末

根据Ti₃AlC₂的化学计量比确定Ti₃Al、碳的摩尔比，根据公式（1）计算出二者的质量比，再按需要制备的Ti₃AlC₂材料的总质量，计算出所需碳粉的质量；

按照球料质量比为3:1的比例，称取好碳粉、不锈钢球，并将其与步骤2中经退火处理的Ti₃Al粉末一同放入行星式球磨机的球磨罐中，进行混粉后得到混合均匀的Ti₃Al和碳粉粉末；

步骤4，压制成型

将步骤3中制得的混合均匀的Ti₃Al和碳粉粉末装入钢模中，经过压制后制得Ti₃Al和碳的粉末压坯；

步骤5，反应烧结

将步骤4所制得的Ti₃Al和碳的粉末压坯放入气氛保护烧结炉中进行烧结，最后随炉冷却至室温，即制得高纯的Ti₃AlC₂块体材料。

3.如权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤1中行星式球磨机转速为300r/min，球磨时间为20h。

4.如权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤2中真空热处理炉选用温度为900℃，保温时间为1h。

5.如权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤3中行星式球磨机转速为120r/min，混粉时间为8h。

6.如权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤4中钢模选用的压强为150MPa，保压时间为1min。

7.如权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤5中的烧结炉的保护气氛为氩气，烧结温度为1200℃，以10℃/min的速度升至设定的烧结温度，并在烧结温度下保温1小时。