Ti3SiC2陶瓷,即碳化鈦硅陶瓷,主要成分為碳化鈦硅化合物,是MAX相陶瓷中研究最為廣泛的產品類型,是一種新型的以三元碳化物為主晶相的高性能結構陶瓷。Ti3SiC2陶瓷可用作高溫結構材料、高溫導電材料、高溫耐蝕材料、高性能散熱材料等,下游可應用范圍廣泛。
20世紀90年代,美國德雷塞爾大學科學家利用熱壓法合成Ti3SiC2陶瓷,對其優異性能進行研究,F階段,Ti3SiC2陶瓷合成方法主要包括熱壓燒結法(HP)、放電等離子燒結法(SPS)、自蔓延高溫合成法(SHS)、熱等靜壓法(HIP)、無壓燒結法(PLS)、化學氣相沉積法(CVD)等。這些制備方法會導致Ti3SiC2陶瓷中存在雜質相,從而影響其性能,因此近年來制備高純Ti3SiC2陶瓷的新工藝研究還持續進行。
憑借優異的力學、熱學性能,Ti3SiC2陶瓷可用于核工業中,用來制造核反應堆結構件;可用于航空航天領域,用來制造航空發動機渦輪葉片;可用于電力、能源、機電等領域,用來生產受電弓、電機、電刷、電觸頭等;可用于機械設備制造領域,用來生產自潤滑軸承、耐高溫軸承等;可用于半導體產業中,用作引線框架材料,封裝、散熱材料等;還可用于生物醫學領域,用作種植體材料。
新思界
行業分析人士表示,Ti3SiC2陶瓷應用前景廣闊,其技術研究受到重視。在我國,2022年12月,西北工業大學在《Corrosion Science》上發表題目為“模擬壓水堆條件下Ti3SiC2-MAX相的原子尺度水熱腐蝕行為”的論文;2024年2月,中國科學院金屬研究所與東北大學、中國醫科大學口腔醫院合作,制備了可用于承重骨缺損修復的多孔Ti3SiC2支架材料,相關研究成果發表于《JMST》。
我國Ti3SiC2陶瓷相關研究機構還有武漢理工大學、北京科技大學、哈爾濱工業大學、中國科學技術大學、黑龍江科技學院、中南大學、合肥工業大學、北京交通大學、北京大學、中國工程物理研究院核物理與化學研究所等。