Ti2SnC氧化行為及裂紋愈合機(jī)制的研究.pdf

1、Ti2SnC作為一種三元層狀結(jié)構(gòu)陶瓷，兼具金屬和陶瓷的優(yōu)異性能，具有廣泛的應(yīng)用前景。如果Ti2SnC陶瓷具有裂紋愈合能力，不僅能提高陶瓷構(gòu)件的服役壽命和安全性，而且可降低后期的維修成本。但目前這方面的研究尚未見報(bào)告。
　　本論文制備了高純度致密細(xì)晶Ti2SnC材料，系統(tǒng)研究了Ti2SnC塊體的等溫氧化行為;采用熱震法在材料中引入裂紋，在不同溫度下開展了裂紋愈合研究，表征了材料電導(dǎo)率和彎曲強(qiáng)度的變化，揭示了Ti2SnC陶瓷的裂紋愈合

2、機(jī)制。
　　研究結(jié)果表明:
　?、僭?250℃，保溫1h，壓力30 MPa下熱壓合成了高純度致密細(xì)晶Ti2SnC塊體。利用SEM、XRD表征了合成的材料。
　?、赥i2SnC在500-800℃空氣中的早期氧化行為表明，500-600℃氧化1小時(shí)，氧化速度慢，形成氧化層厚度小于1μm，氧化產(chǎn)物主要為SnO2和TiO2;在700-800℃范圍，氧化速度加快，700℃時(shí)氧化層厚度達(dá)到2.3μm，800℃時(shí)厚度為11.4μm。

3、氧化層主要由大量的TiO2和少量的SnO2構(gòu)成。
　?、鄄捎脽嵴鸱ㄔ?00-800℃范圍可在材料中有效引入裂紋。例如在800℃熱震時(shí)，可引入了長達(dá)3 cm，最大寬度約為5-6μm的裂紋。裂紋的引入使材料的電導(dǎo)率和彎曲強(qiáng)度下降。
　?、躎i2SnC展示了良好的裂紋愈合能力。在800℃處理1h，可全部愈合熱震引入的裂紋。愈合機(jī)制主要是高溫下形成的TiO2和SnO2填充了裂紋。愈合后的材料電導(dǎo)率恢復(fù)且接近原始值。彎曲強(qiáng)度也得到不同