放电等离子合成Ti4AlN3块体的相形成及显微结构

采用放电等离子烧结和热处理工艺制备相对密度为99.6%的Ti4AlN3块体材料。用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱仪等分析测试手段研究Ti4AlN3的相形成及显微结构。结果表明在900℃以下，Ti和Al反应生成金属间化合物TiAl3；在900～1200℃，TiAl3和TiN反应生成Ti2AlN；在1200～1300℃，TiN和Ti2AlN反应生成Ti4AlN3，延长保温时间有利于Ti4AlN3相形成；1300℃热处理4h可得到致密Ti4AlN3材料，且晶粒发育完全，为长约10～15μm、宽约2～5μm的板状晶；样品的Vichers硬度为2.7GPa，抗弯强度为350MPa，断裂韧性为6.2MPa?m1/2，常温电导率为4.7×105S/m。