碳化钛铝是一种新型三元层状结构陶瓷材料,它具有独特的性能,
得到了材料学家和物理学家的广泛关注。
碳化钛铝(Ti3AlC2)属六方晶系,兼具有金属和陶瓷的特性:
既具有与金属一样的导电导热性,也具有和陶瓷相似的高弹性模量
和优秀的高温力学性能,具有良好的导电和导热能力、高弹性模量
和低维氏硬度、良好的抗破坏能力;能在室温下进行切削加工,在
高温下能产生塑性变形;它还具有良好的高温稳定性和抗氧化性能。
同时还具有良好的抗热振性、抗破坏能力和优异的耐化学腐蚀性。
MAX相陶瓷(包括Ti3SiC2、Ti3AlC2等)是一种备受关注的新型可加工
导电陶瓷材料。这类陶瓷包含六十多种三元碳化物或氮化物。M代表
过渡族前部金属元素;A代表主族元素,主要是第三主族和第四主族的
元素;X代表碳或氮元素。其中Ti3SiC2研究最为广泛。Ti3SiC2由美国
Drexel大学的Barsoum M教授课题组于1996年用热压法成功合成,并且
发现了其优异的性能。由于独特的纳米层状的晶体结构,这类陶瓷材料
具有抗氧化、自润滑、室温高断裂韧性和可导电等性能。这类材料可以
广泛应用为高温结构材料,电极电刷材料,化学防腐材料和高温发热体等。
产品主要用于高温涂层,MXene前驱体,导电自润滑陶瓷,锂离子电池,
超级电容器,电化学催化。
Ti3AlC2的技术参数:
项目 | 参数 | |
力 学 性 能 | 抗压强度(MPa) | 764 |
弯曲强度(MPa) | 375±15 | |
断裂韧性(MPa??m1/2) | 7.2 | |
维氏硬度(GPa) | 3.5 | |
杨氏模量(GPa) | 297 | |
电 性 能 | 电导率(×106S??m﹣1) | 2.9(25℃) |
0.85(800℃) | ||
电阻温度系数(×10﹣3K﹣1) | 3.1 | |
热 性 能 | 热膨胀系数(×10﹣6K﹣1) | 9.0 |
热容(J??mol﹣1??K﹣1) | ﹣﹣ | |
热导率(W??m﹣1??K﹣1) | ﹣﹣ | |
抗热震性能 | 良好 | |
高温稳定性 | 良好 |
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化学成分分析, 组织结构分析,性能测试,表面测试,无损检测,失效检测。
化学成分分析:(检测元素种类元素周期表大部分元素(除惰性气体及自然界不能稳定存在的元素)检测含量范围常量(主量)元素、微量元素、痕量以及超痕量元素分析;元素在材料中的含量分布,微区成分分布;元素的形态及价态
检测方法:化学分析法:重量法、容量法、光度法
仪器分析法:ICP-AES法、ICP-MS法、GDMS法、AAS法、AFS法、XRF法、气体分析法)
组织结构分析
金相分析:硬质合金孔隙度和非化合碳、合金线材料晶粒细化能力、镀层厚度测量、合金晶粒度及高低倍金相检查、无氧铜含量(铜的氢脆实验)、合金中非金属夹杂和晶间腐蚀、黄铜耐脱锌性、铝箔针孔个数及厚度等
扫描电子显微镜分析:断口分析、样品表面形貌观察、微区成分分析(包括点、线、面)、层厚度、EBSD分析等
透射电子显微镜分析:样品明暗场形貌像、电子衍射像、高分辨像、微区成分分析(包括点、线、面)、高角环形暗场像、原位加热或冷冻实验观察等
电镜制样:扫描电镜制样(电镜制样、粉末分散制样、喷碳、喷金)、EBSD制样、透射电镜制样(磨样、离子减薄、电解双喷、截面样品制备、粉末样品分散制样、萃取复型等
X衍射分析:物相分析、定量物相分析、点阵常数、残余应力、高分辨衍射、织构分析、图谱数据、晶体定向、全谱拟合、残余奥氏体定量测定等
粉末性能分析:激光粒度测试、比表面积测试、松装密度测试、振实密度测试、流动性测试、水分测试、溶液的PH测试、安息角测试、粒度(干筛分法)等.
性能测试
拉伸试验(包括高低温拉伸试验)
工艺性能试验(剪切、弯曲、扩口、压扁、压缩、三点弯曲)
物理性能试验(电阻率、导电率、密度、粗糙度、高低温热膨胀系数、导热系数、热扩散系数、比热容、相变点、相变焓值、固液相线、外推起始温度)
硬度试验(布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度)
冲击试验(室温冲击、低温冲击)
疲劳试验(高周疲劳、低周疲劳、平面应变断裂韧性、裂纹扩展速率、裂纹扩展速率门槛值)
蠕变、持久、松弛试验
腐蚀(剥落腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、周期浸润腐蚀、全浸腐蚀)
表面(涂层附着性、热老化、高温抗氧化性、中性盐雾、酸性盐雾等)
电化学
表面测试
金、银、铂、钯等饰品的快速无损检测
金属材料的定性、半定量分析
金属管材、棒材、板材、线材、型材及各种铸件、锻件的无损探伤
成套无损探伤设备的研制与开发
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