[发明专利]一种Ti2AlC/TiAl 基复合材料及其低温制备方法

权利要求书

1.一种Ti₂AlC/TiAl基复合材料的低温制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、按质量分数计，将55.91%～65.78%的Ti粉、29.09～34.22%的Al粉和2～15%的Ti₃AlC₂粉体装入球磨罐中，以无水乙醇为球磨介质，在500～750转/分钟的转速下球磨1～2小时，得混合粉体；

步骤二、将混合粉体烘干后装入模具中，在3～5MPa的成型压力下冷压成型，然后装入真空热压炉内进行真空热压烧结，以5～10℃/分钟的升温速率从室温升温至950～1050℃的烧结温度，在烧结温度下保温1～2小时后随炉自然冷却，得到Ti₂AlC/TiAl基复合材料。

2.根据权利要求1所述的Ti₂AlC/TiAl基复合材料的低温制备方法，其特征在于：所述的Ti₃AlC₂粉体中Ti₃AlC₂质量分数为92～99.42%，TiC质量分数为0.58～8%。

3.根据权利要求2所述的Ti₂AlC/TiAl基复合材料的低温制备方法，其特征在于：所述的Ti₃AlC₂粉体的制备方法为：按质量分数计，将23.94～25.38%的Ti粉、13.87～16.19%的Al和59.87～61.53%的TiC粉装入球磨罐内，加入无水乙醇作为球磨介质，在500～750转/分钟的转速下球磨1～2小时得粉末，将粉末烘干后装入坩埚内，进行真空无压烧结，以5～10℃/min的升温速率从室温升至1300～1400℃，然后保温1～2小时，再随炉自然冷却至室温，得到Ti₃AlC₂粉体。

4.根据权利要求3所述的Ti₂AlC/TiAl基复合材料的低温制备方法，其特征在于：所述的Ti₃AlC₂粉体的制备过程中球磨时的球料比为(5～7):1，采用不锈钢球作为磨球；所述的球磨罐为不锈钢球磨罐；所述的粉体的烘干温度为30～50℃；所述的坩埚为刚玉坩埚。

5.根据权利要求3所述的Ti₂AlC/TiAl基复合材料的低温制备方法，其特征在于：所述的步骤一中球磨时的球料比为(5～7):1，采用不锈钢球作为磨球，所述的球磨罐为不锈钢球磨罐。

6.根据权利要求3所述的Ti₂AlC/TiAl基复合材料的低温制备方法，其特征在于：所述的步骤二中混合粉体的烘干温度为30～50℃；所述的步骤二中的模具为石墨模具。

7.根据权利要求3所述的Ti₂AlC/TiAl基复合材料的低温制备方法，其特征在于：所述的步骤二中的真空热压烧结过程采取分段式施加压力，当温度升到200～300℃时打开加压装置，调节压力至6～8MPa，维持压力不变直到温度达到700～800℃，之后温度每升高15～30℃时增加压力1.5～2.5MPa，当温度达到烧结温度时，调节压力至最大为20～40MPa，并在保温过程中维持压力不变。

8.根据权利要求2-7中任意一项所述的Ti₂AlC/TiAl基复合材料的低温制备方法制得的Ti₂AlC/TiAl基复合材料，其特征在于：按质量分数计，其由85～98%基体相和2～15%增强相两部分组成，不含杂质相，其中基体相为TiAl和Ti₃Al，增强相为Ti₂AlC。

9.根据权利要求8所述的Ti₂AlC/TiAl基复合材料，其特征在于：所述的增强相Ti₂AlC主要由原料中Ti₃AlC₂粉体中的Ti₃AlC₂在制备过程中分解得到，同时原料中Ti₃AlC₂粉体中的TiC与基体相TiAl反应也形成增强相Ti₂AlC。

10.根据权利要求8或9所述的Ti₂AlC/TiAl基复合材料，其特征在于：其弯曲强度为414～651MPa，断裂韧性为6.52～10.89MPa·m^1/2。