Ti3SiC2陶瓷,即碳化钛硅陶瓷,主要成分为碳化钛硅化合物,是MAX相陶瓷中研究最为广泛的产品类型,是一种新型的以三元碳化物为主晶相的高性能结构陶瓷。Ti3SiC2陶瓷可用作高温结构材料、高温导电材料、高温耐蚀材料、高性能散热材料等,下游可应用范围广泛。
20世纪90年代,美国德雷塞尔大学科学家利用热压法合成Ti3SiC2陶瓷,对其优异性能进行研究。现阶段,Ti3SiC2陶瓷合成方法主要包括热压烧结法(HP)、放电等离子烧结法(SPS)、自蔓延高温合成法(SHS)、热等静压法(HIP)、无压烧结法(PLS)、化学气相沉积法(CVD)等。这些制备方法会导致Ti3SiC2陶瓷中存在杂质相,从而影响其性能,因此近年来制备高纯Ti3SiC2陶瓷的新工艺研究还持续进行。
凭借优异的力学、热学性能,Ti3SiC2陶瓷可用于核工业中,用来制造核反应堆结构件;可用于航空航天领域,用来制造航空发动机涡轮叶片;可用于电力、能源、机电等领域,用来生产受电弓、电机、电刷、电触头等;可用于机械设备制造领域,用来生产自润滑轴承、耐高温轴承等;可用于半导体产业中,用作引线框架材料,封装、散热材料等;还可用于生物医学领域,用作种植体材料。
新思界
行业分析人士表示,Ti3SiC2陶瓷应用前景广阔,其技术研究受到重视。在我国,2022年12月,西北工业大学在《Corrosion Science》上发表题目为“模拟压水堆条件下Ti3SiC2-MAX相的原子尺度水热腐蚀行为”的论文;2024年2月,中国科学院金属研究所与东北大学、中国医科大学口腔医院合作,制备了可用于承重骨缺损修复的多孔Ti3SiC2支架材料,相关研究成果发表于《JMST》。
我国Ti3SiC2陶瓷相关研究机构还有武汉理工大学、北京科技大学、哈尔滨工业大学、中国科学技术大学、黑龙江科技学院、中南大学、合肥工业大学、北京交通大学、北京大学、中国工程物理研究院核物理与化学研究所等。