张 勇，刘华艳，张友源，燕青芝

(1 中国科学技术大学 核科学技术学院，合肥 230026；2 北京科技大学 材料科学与工程学院，北京 100083)

Ti3SiC2是MAX相材料的典型代表，最早由Jeitschko等[1]在1967年通过化学反应合成。Ti3SiC2属于六方晶系，空间群为P63/mmc，晶格常数为a=0.30575 nm，c=1.7624 nm，理论密度为4.53 g/cm3[2-3]。Ti3SiC2的晶体结构中，C原子与Ti原子形成八面体结构，Si原子层夹在Ti—C八面体层中间。其中，Ti—C键为结合强度非常大的共价键或离子键，而Ti—Si的键很弱，类似于范德华力。这种特殊的键合方式赋予了Ti3SiC2同时具备金属和陶瓷材料的双重特性[4]。

一方面，Ti3SiC2具有良好的导电性和导热性，其电导率为4.5×106S/m[5]，热导率为40 W/(m·K)[6]。另一方面，Ti3SiC2又表现出陶瓷材料优异的力学性能，维氏硬度为4 GPa，抗弯强度为520 MPa，断裂韧度为9.3 MPa·m1/2[7]，且在1300 ℃高温下具有热塑性[8]，在应力条件下，Ti3SiC2可以通过形成晶界裂纹、扭结和晶粒的分层等非弹性变形有效吸收裂纹扩展能[9]，具有一定的损伤容限，可以有效避免部件在损伤时发生灾难性破坏。

抗热冲击性是高温部件材料的必备性能。目前关于MAX相材料的抗烧蚀研究中，报道较多的是Cr2AlC和Ti2AlC等含铝MAX相材料的研究结果。Hu等[10]和Song等[11]分别对Cr2AlC和Ti2AlC进行了抗氧乙炔焰烧蚀实验，在高温烧蚀情况下Cr2AlC和Ti2AlC表面均可以形成致密的Al2O3保护膜，阻止氧气进入基体，因此Al系MAX相材料具有优异的抗烧蚀性能。但是关于Ti3SiC2的高温抗烧蚀性能却鲜有报道。本工作以自蔓延燃烧合成工艺制备的Ti3SiC2粉体为原料，经过热压烧结制备致密Ti3SiC2陶瓷块体。在空气中采用氧乙炔焰对其进行烧蚀，分析Ti3SiC2材料的烧蚀行为，为Ti3SiC2材料的高温环境使用提供实验数据积累。……