三元层状陶瓷Cr2AlC的研究进展

白 阳，刘锦云，金应荣

(西华大学材料科学与工程学院，四川 成都 610039)

三元层状陶瓷Cr2AlC的研究进展

白 阳，刘锦云，金应荣

(西华大学材料科学与工程学院，四川 成都 610039)

Cr2AlC特殊的晶体结构使其兼具金属与陶瓷的性能，因而具有广泛的应用前景。本文对Cr2AlC的晶体结构、合成方法、性能及应用方向进行了阐述，指出未来的研究方向是开发新技术提高合成Cr2AlC的纯度并简化工艺、降低成本，实现高质量Cr2AlC的大规模工业化生产。

新型材料；陶瓷材料；Cr2AlC

0 引 言

随着现代科技的不断发展，特别是电子信息、航空航天等领域的快速进步，对综合性能优异的新型材料需求迫切，使得高性能、低能耗和低成本的材料在各行各业中逐渐崭露头角。各类新型材料的出现并逐渐形成体系，对经济和高技术产业的发展起着重要的作用，新材料已成为各行各业持续发展的基础。

Mn+1AXn(n = 1，2，3，M是过渡金属；A是IIIA 或IVA主族元素；X是C或N)是属于六方晶系的一系列碳化物或氮化物。按n = 1，2，3分别称为211相、312相、413相。目前，在实验中研究较多的M2AX相有大约50种[1-6]，M3AX2相3种(分别是Ti3SiC2、Ti3AlC2和Ti3GeC2)。这些化合物均为层状六方结构，晶体结构为Mn+1层与Xn层之间为A原子构成的平面原子层，层与层之间间隔堆垛，空间群为P63/mmc。由于这种独特的结构使其同时具有金属和陶瓷的特点。在Mn+1AXn化合物中，M-A键具有金属键的特征，使材料具有良好的导电性能，M-X键具有共价键与离子键的特征，使材料具有高强度。因此这类材料就兼具了金属的高导电、导热、可加工性能与陶瓷的抗氧化、高耐磨性能。正是由于Cr2AlC 陶瓷的这些特点，使其在未来的发展中具有广阔的应用前景，越来越受到研究者的青睐。

1 Cr2AlC的晶体结构与特点

Cr2AlC属六方晶系，是Cr－Al－C体系中唯一的层状三元化合物。晶格常数为a = 0.286 mm，c = 1.282 mm，理论密度为5.229 g/m3，属于P63/mmc对称空间群。其结构如图1所示。紧密堆积的Cr原子组成正八面体结构，八面体两两共棱；C原子填充于Cr原子组成的正八面体结构的中心孔隙位置，Al原子平铺成平面层，将Cr原子与C原子组成的八面体层分隔开，Al原子的平面层与Cr原子的八面体层间隔排列，形成ABABAB[0001]层状结构，如图2所示。Cr原子与C原子以强σ键结合，这使Cr2AlC具备了高熔点、高弹性模量等性能。Cr原子与AB层的Al原子以金属键结合，因此材料具有了类似于金属的导电及导热性能。同时，Al原子与Cr原子形成的ABABAB层状结构类似于石墨层间范德华力的弱键结构，使材料具有良好的自润滑性能。

图1 Cr2AlC的晶体结构Fig.1 Crystal structure of Cr2AlC

图2 Cr2AlC的晶面原子排列Fig.2 Arrangement of atoms on a plane of Cr2AlC

2 Cr2AlC的合成方法

2.1 无压烧结法

无压烧结是制备Cr2AlC的传统方法，该方法是将试样放入真空管式炉中进行烧结，自行控制升温速率，烧结完成后随炉冷却至室温。该方法的特点是成本低，操作简单，易于大规模工业化生产，但其缺点是烧结产物晶粒尺寸较大，致密度与纯度不高，相关力学性能不理想。关春龙[7]等采用无压烧结法合成Cr2AlC 陶瓷粉体。以Cr3C2粉、Al粉、Cr粉为原料，按摩尔比Cr3C2∶Al∶Cr＝1∶(2.1/2.15/2.2)∶1的比例在氩气气氛的保护下，于700-1400 ℃范围内，以5 ℃/min升温至目标温度，保温30 min后制得样品。研究表明，当反应物摩尔比为Cr3C2∶Al∶Cr＝1∶2.2∶1，温度为1250 ℃时，样品中有少量的Cr7C3杂质存在，当温度升高到1350 ℃时，生成物Cr2AlC中基本没有杂质，纯度较高。温度低于800 ℃时，Cr3C2和Al反应生成Cr2AlC和Al4C3。950 ℃时中间生成物Cr2Al和C反应得到Cr2AlC。1350 ℃时, Cr2Al、Cr3C2和Al反应生成Cr2AlC。Xiao[8]等人以Cr2Al和C为原料采用无压烧结法合成Cr2AlC。按摩尔比Cr2Al∶C＝1∶1的比例，在氩气气氛保护下1050-1400 ℃范围内，保温15 min成功制备出Cr2AlC 粉体。结果表明，当温度为1050 ℃时，样品中除目标产物Cr2AlC外,还含有Cr2Al和C。当温度升高到1200 ℃时，样品中的Cr2Al和C含量急剧减少，产物基本为高纯的Cr2AlC。Hyeon－Cheol Oh[9]等人用两种不同晶粒尺寸的原料在1200 ℃氩气条件下制得含少量Cr2Al的Cr2AlC。

2.2 热压烧结法

热压烧结法是将原料填充在模具内，加热与加压同时进行，使成型与烧结同时完成的一种烧结方法。热压烧结法的最大优点是可以大大降低成型压力、缩短烧结时间，同时制得材料的致密度普遍较高，且晶粒较细，容易得到机械性能和电学性能优良的产品。但其缺点是生产效率低，成本高。Tian[10]等以Al粉、Cr粉、C粉为原料，在氩气气氛保护下用热压烧结法制得Cr2AlC块体材料。结果表明，当原料中Al的含量低于20 %时，产物中除主相Cr2AlC外还含有少量Cr7C3;当Al的含量超过20 %后，产物全为Cr2AlC单相。样品的致密度随着Al含量的增加而下降，这与Al熔点低，在反应过程中易挥发而形成大量气孔有关。Lin[11]等按原料摩尔比Cr∶Al∶Cr ＝ 2∶1.05∶1的比例混合原料，通过热压烧结法制备了Cr2AlC块体材料。实验在氩气保护气氛中进行，采用两个步骤，先是压力5 MPa，烧结温度1400 ℃，保温1 h，然后压力30 MPa，烧结温度1350 ℃，保温0.5 h。制得的样品密度较高，达到理论密度的95%。研究表明，在700-1050℃范围内，采用单质原料合成Cr2AlC，产物中主要存在Cr2Al，Cr9Al17和Cr5Al8相。江浩[12]以Cr-Al-C，Cr-Al-C-V，Cr-Al-C-Cr2O3和Cr3C2-Al-Cr-Cr2O3为原料，采用原位热压烧结法，在1600 MPa、1400 ℃条件下，制备了高纯Cr2AlC单相材料。研究表明，原料中Al与Cr首先发生反应生成化合物Al8Cr5，当温度在700-900 ℃时，Al8Cr5与Cr、Al反应生成Cr2Al；温度继续升高后，Cr2Al与C化合生成Cr2AlC。该方法制得的Cr2AlC纯度高，平均晶粒直径为17.9 mm，其抗弯强度、断裂韧性和显微硬度分别为303 MPa、4.87 MPa•m1/2和4.14 GPa。

2.3 热等静压烧结法

热等静压法是将液体或气体作为加压的介质注入高温高压密闭容器中，在加热的同时，从不同方向对材料施加均匀的压力，使材料的成型和烧结工作一起进行的一种材料制备方法。与热压烧结法相比，该方法更易制得高致密的材料，同时烧结温度较热压法更低。Manoun[13]等Cr粉、Al粉、C粉为原料，采用热等静压烧结法制备了Cr2AlC块体材料。在真空下将混合好的粉末放入硼硅酸盐玻璃管中，先在650 ℃下预烧10 h，待玻璃管软化后将其放入热等静压炉中，快速升温至1200 ℃，在压力100 MPa下保温12 h，后随炉冷却，得到单相Cr2AlC。

2.4 放电等离子烧结法

等离子放电烧结法是利用现代化设备，快速升温至需要温度，对样品进行快速烧结的一种新型材料制备技术。该方法的优点是升温速率快，烧结时间短，能耗低，易获得晶粒均匀、致密度高和性能优良的材料。Tian[14]等采用放电等离子法烧结法，按原料摩尔比Cr∶Al∶C＝2∶1.1∶1混合粉体，在50 MPa，1100-1400 ℃的条件下制得Cr2AlC块体材料。结果表明，在样品中含有少量的Cr-Al、Cr-C等化合物杂质。Duan[15]等人按摩尔比Cr∶Al∶C ＝2∶1.15∶1的比例混料，采用放电等离子烧结法制备出高致密的Cr2AlC块体材料。制得的样品的密度为5.17 g/cm3，为理论密度的98.87%。

2.5 熔盐法

熔盐法是将无机盐作为溶剂，让原料在熔融的溶剂中进行晶粒生长的一种材料制备方法。熔盐法是一种能在较低的反应温度下和较短的反应时间内制备特定组分各向异性高纯粉体的简便方法。该方法还便于控制粉体的形状和尺寸，被认为是合成高纯符合化学计量比的多组分氧化物粉体最简单的方法。Tian[16-17]等以Cr粉、Al粉和C粉为原料，KCl和NaCl为助溶剂，助熔剂比例为n(KCl)∶n(NaCl)＝1∶1，将原料按照比例n(Cr)∶n(Al)∶n(C)＝2∶1.1∶1混合；再按原料∶助溶剂(质量比)为1∶1均匀混合压制成块状坯料。将坯料放入石英管中，在真空条件下，900-1000 ℃进行烧结。研究表明，原料中Al含量过量比例逐渐增大到10%时，产物中Cr-Al化合物明显增加，Cr7C3高温相明显减少。郭阳[18]以Cr3C2粉，Al粉、Cr粉为原料，按n(Cr3C2)∶n(Al)∶n(Cr)＝(0.494-0.51)∶(1～1.3)∶(0.5-0.505)的比例混合，将NaCl、KCl按质量比1∶1混合后，加入活性炭混合得到助溶剂。将原料与适量助溶剂混合后压制成块，待混合盐分别在850 ℃、900 ℃、950 ℃和1000 ℃温度下熔化后，加入原料块保温0.6-3 h，冷却后用蒸馏水反复清洗，最后干燥，得到Cr2AlC粉体。结果表明，Al的挥发对合成Cr2AlC有较大影响，反应中需要加入过量的Al以保证Cr2AlC的产率。当合成温度低于970 ℃时，Al过量存在也不能使反应充分进行。通过研究得到的合成Cr2AlC最佳工艺条件：Al过量20%，温度970 ℃，保温时间2 h。该条件下合成的产物中几乎没有杂相。

3 Cr2AlC陶瓷的性能

3.1 力学性能

Lin[19]等测试了Cr2AlC在载荷为10 N的条件下的力学性能，测得Cr2AlC维氏硬度为5.5±0.4 GPa，弯曲强度为378 MPa；Ying[20]等人分别测试了高纯Cr2AlC 和含有质量分数为14.4%的Cr7C3的Cr2AlC的力学性质。测试结果表明，纯Cr2AlC的密度、显微硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为5.17 g/cm3、4.9 GPa、469 MPa 和6.22 MPa•m1/2。而含有14.4%的Cr7C3的Cr2AlC的密度、显微硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为5.29 g/cm3、5.5 GPa、483 MPa 和5.85 MPa•m1/2。造成这一现象的原因是Cr7C3具有较高的密度和强度(密度5.2 g/cm3、维氏硬度3.5 MPa、抗弯强度(285±4) GPa)。Tian[23]等以小粒度颗粒作为原料制备样品，测得其抗弯强度为483±29 MPa，显微硬度值为5.2 GPa，其原因是采用小尺寸颗粒合成的样品晶粒细小，出现了细晶强化的效果。

3.2 电学性能

Tian[21]等测试了在1400 ℃热压1 h制得的Cr2AlC材料的电阻率与温度的关系。如图3所示，在50-300 ℃的范围，Cr2AlC的电阻率随温度的升高而升高，具有金属的特性。测得其电阻温度系数为0.0028 K-1，这个值与Ti3Al1.1C1.8电阻温度系数(0.0024 K-1)非常接近。通过外推电阻值方法，在室温下得到Cr2AlC电阻率为1.4×10-6Ω•m，低于Ti2AlC的2.56×10-6Ω•m。应国兵[22]等人测试了Cr2AlC的电学性能。室温下Cr2AlC 的电阻率为1.78×10-6Ω•m，当温度升高到900 ℃时，Cr2AlC的电阻率为5.56×10-5Ω•m。可知，Cr2AlC 的电导率随温度的升高而下降。

3.3 热学性能

田无边[21]等测试了200 ℃下Cr2AlC的热导率，其值为17.5 W/(m•K)，且在200-400 ℃温度范围内，随着温度升高而略微降低。Wang[23]等以Cr粉、Al粉和石墨为原料，按摩尔比Cr∶Al∶C＝2∶1.1∶1制备了Cr2AlC陶瓷材料，并研究了热学性能。结果表明，Cr2AlC的热膨胀系数为1.33×10－5K－1。在200-400 ℃范围内，样品的热导率随温度的增加而下降。应国兵[20]等也研究了Cr2AlC陶瓷的热学性能。在200-1200 ℃范围内，Cr2AlC 的热容为671.8-934.9 J/( kg•K) ，热导率为15.73 W/m•K (200 ℃)。Monika等研究发现,Cr2AlC材料的热容在3-260 K温度区间内是三元层状碳化物M2AlC(M = Ti，V，Cr)中最高的。

3.4 自润滑性能

Gupta[24-25]等以Inc718为摩擦副，测得Cr2AlC的摩擦系数约为1.2×10-3，验证了其在耐磨性方面的不错表现。薛茂权[26]等以摩尔比Cr∶Al∶C =2∶1.2∶1混合原料粉末，在烧结温度1400 ℃下合成了Cr2AlC纳米材料。探讨了Cr2AlC纳米材料在湿润滑条件下的摩擦学性能，在摩擦过程中机体表面形成了一层具有减摩抗磨作用的润滑膜，这说明Cr2AlC具有良好的自润滑性能。

图3 Cr2AlC的电阻与温度关系Fig.3 Temperature dependence of resistivity of Cr2AlC

4 Cr2AlC陶瓷的应用

为了充分发挥Cr2AlC的优异性能，扩大这种材料的工业应用范围，许多学者开始研究各种Cr2AlC相关复合材料的制备。根据复合材料的显微组织结构，Cr2AlC复合材料可分为四类。第一类是Cr2AlC颗粒弥散强化金属基复合材料，有效提高了金属材料的性能；第二类是固溶强化Cr2AlC复合材料，这种材料有效提高了Cr2AlC材料的韧性；第三类是弥散颗粒增强Cr2AlC复合材料，有效提高了金属材料的性能，改善了Cr2AlC材料的耐磨性和强度；第四类是通过不同的工艺将Cr2AlC与基质材料结合形成层状复合材料，有效保护了基体材料，扩大了材料在恶劣环境中的应用范围。

4.1 金属-Cr2AlC复合材料

4.1.1 Fe-Cr2AlC复合材料

Fe具有较高的熔点，根据固相烧结理论，烧结温度一般为0.7-0.8 Tm(Tm为绝对熔点，以K计)，因此，烧结温度较高。在原位反应过程中，原料中的Cr2AlC分解形成Cr-C化合物，Cr-C化合物在Fe晶界中形成网状增强结构，其有效分布在Fe基体之间，增强了材料的强度[18]。

陈新华[27]等采用原位法合成了Fe-Cr2AlC复合材料制备。在高温原位反应过程中，原料中的Cr2AlC分解，所得到的Cr-C化合物在Fe晶界形成网状陶瓷增强结构。制备的复合材料在室温下具有良好的强度和韧性。然而，随着复合材料中Cr2AlC含量的增加，强度与断裂韧性呈负相关关系。当原料中的Cr2AlC的含量为50%，烧结温度为1300 ℃时，复合材料的抗弯强度达到1417.05 MPa。而在30 MPa压力下保温30 min时，复合材料的断裂韧性仅为18 MPa•m1/2。

4.1.2 Cu-Cr2AlC复合材料

Cu-Cr2AlC复合材料主要由热压法制备。Cr2AlC的添加将阻止Cu晶粒的生长和晶界迁移，为Cu晶粒的再结晶提供了形核点，增强了粒子与基体界面之间的键合作用，起到分散强化的效果，有效地提高了材料的强度，改善了Cu及Cu合金的性能[28]。

雷宇[29]等采用粉末冶金法制备Cr2AlC颗粒增强Cu基复合材料。随着Cr2AlC含量的增加，复合材料硬度首先升高后降低，密度和压缩率逐渐降低。Cu-10%Cr2AlC的硬度值达到130 HV；曾舒[30]等采用热压法制备Cu-Cr2AlC复合材料。当Cr2AlC的体积分数为20%时，复合材料的拉伸强度和屈服强度分别为315 MPa和230 MPa。随着Cr2AlC体积分数的增加，屈服强度和拉伸强度降低，断裂模式从韧性断裂变为脆性断裂。孙林[31]等采用无压真空烧结技术制备了Cu-15%Cr2AlC复合材料。通过对Cu-15%Cr2AlC复合材料热导率、电阻率和摩擦系数的逐渐研究可知，随着压制压力的增加，烧结温度的升高，复合材料的电阻率和摩擦系数降低，热导率逐渐增加。随着烧结时间的增加，复合材料的电阻率和摩擦系数降低，热导率先升高后降低。复合材料的断裂模式均是脆性断裂。随着烧结温度、烧结时间的增大，Cr2AlC和Cu发生固溶强化，使Cr2AlC晶格常数产生变化。当压制压力为500 MPa，烧结时间为1 h，烧结温度为1000 ℃时，复合材料密度为6.91 g/cm3，显微硬度达到158.93 HV。

4.2 颗粒增强Cr2AlC复合材料

应国兵[32]等采用SHS/PHIP法以Ti-Cr-Al-C为体系粉末制备三元陶瓷基复合材料，对应的摩尔比为(2-m)∶m∶1∶1。当m = 0.75和m = 1时，复合材料主要成分为Cr2AlC、Ti3AlC和TiC。复合材料的密度降低，硬度值大大提高，但韧性和强度增幅不大。根据断口的微观结构可知，网状结构的间隙中均匀分布有小颗粒。这些网络结构是通过重叠Cr2AlC和Ti3AlC交叠形成的，TiCx弥散分布在这些网状叠层之间。这种致密、均匀、重叠的微观结构可以使材料容易传递负载，再加上第二硬质相TiCx颗粒的作用，弥散增强效果明显，使复合材料具有更好的抗变形性，更高的强度和硬度。

S Gupt[33]等制备了Ag-Cr2AlC复合材料。在室温到550 ℃范围内，复合材料的磨损率小于10-4mm3/N•m，摩擦系数小于0.5。在热循环条件下，Cr2AlC/Ag摩擦磨损性能进一步改善。在以Inconel718和Al2O3为摩擦副的干滑动摩擦的情况下，复合材料磨损数量级分别小于10-4mm3/N•m和10-5mm3/N•m。但随着温度升高到550 ℃，磨损率提高了一个数量级。 Ag-Cr2AlC复合材料在室温下的拉伸强度大于150 MPa，抗压强度σc＞1.5 GPa。硬度约为5-6 GPa。Ra为0.1-0.2 μm，表现出易加工的性能。在烧结反应中，Cr2AlC与Ag液相发生以下反应：

生成的硬质合金相Ag2Al与Cr7C3颗粒起到了弥散强化作用，增强了Cr2AlC-Ag复合材料的强度。复合材料的表面形成光滑致密的氧化物润滑膜使材料的摩擦系数降低，有效提高了摩擦性能。随着温度的升高，氧化膜逐渐分解，从而降低了摩擦性能。当添加Ag的量很少时，复合材料的摩擦系数明显降低，添加Ag的量逐渐增多，复合材料的摩擦系数降低不明显或不降低。这说明Ag-Cr2AlC复合材料的摩擦性能主要由Cr2AlC决定。

4.3 固溶强化Cr2AlC复合材料

Cr2AlC本身比较脆弱。已有研究表明，Cr2AlC的M位置会发生固溶体增韧现象(如(Ti1-xCrx)2AlC，(Ti1-xVx)2AlC)。通过将Ti，V，Mo等原子固溶在Cr2AlC的M位置，可以提高材料的韧性。根据Pugh S F[34]等人的研究经验，体模量和剪切模量(B/G)的比例可以用作金属材料的脆性和韧性的标准。B/G越大，材料的韧性越好；脆性材料的B/G临界值约为1.75，即如果B/G ＞ 1.75，则为韧性材料，反之，则为脆性材料。Wang[35-36]等对(MxM´2-x)AlC(M, M´ = Ti, V和Cr)进行过研究，预测(MxM´2-x)AlC具有较好的强度。田阳采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波法计算了Cr2AlC的M位置中Cr4-xMoxAl2C2的相稳定性和电子结构。Cr4-xMoxAl2C2在结构和力学上是稳定的。Cr4-xMoxAl2C2表现出脆性，但随着Mo含量的增加，Cr4-xMoxAl2C2的韧性逐渐增加。由计算结果可知，Cr4-xMoxAl2C2的B/G的值随着Mo含量的增加而增加，材料的韧性也提高。材料在力学和热力学上稳定，表现出金属的导电性。可能是由于添加了Mo，形成了Mo-C共价键，并且这种共价键强度弱于Cr-C和Al-C共价键，因而变相增加了离子键的强度，使材料的韧性和导电性都增加。

4.4 Cr2AlC层状复合材料

到目前为止，层状复合材料的发展方向是通过在基体材料表面喷涂一层强化层，以增加材料的使用寿命，减少材料的浪费。Cr2AlC涂层具有优异的性能，原因是Cr2AlC涂层在相互摩擦过程中，表面会生成CrAl薄膜，这种薄膜有效地提高了Cr2AlC涂层的耐磨性能。

S Gupta等人研究了在550 ℃下不同配副与层状Cr2AlC复合材料的摩擦学性能。发现Cr2AlC复合材料与Al2O3配副时，摩擦系数为0.44±0.09，磨损率约为6×10-5mm3/N•m。形成的CrAl氧化物与镍基合金配副时的摩擦系数约为0.3，磨损率小于或等于1×10-6mm3/N•m，讨论了摩擦面润滑膜的形成机理[37-38]。薛茂全[26]等使用液相磁力搅拌混合原料比Cr∶Al∶C＝2∶1.2∶1的原料粉，在1400 ℃下无压烧结合成Cr2AlC。观察到Cr2AlC层厚度约为50-100 nm。研究了Cr2AlC纳米复合材料在润滑油中的摩擦学性能。Cr2AlC在油摩擦过程中表现出良好的摩擦性能。Cr2AlC添加量低时，分散性更好，可以显著降低基础油的摩擦系数和摩擦磨损。在该实验条件下，Cr2AlC在10 N载荷下加入0.6%和1%的润滑油，摩擦过程中也在表面形成具有抗摩擦和抗磨损的润滑膜，显示出良好的摩擦学性能。陈洋[39]等通过真空烧结法制备了不同粒度的两种单相Cr2AlC复合粉末，并使用超音速火焰喷涂(HVOF)法在GH4196高温镍合金上成功制备了Cr2AlC涂层。制备的Cr2AlC涂层的厚度大于200 μm，并且与衬底紧密结合，致密度高。在高温喷涂的过程中，少量Cr2AlC粉末分解形成高温Cr7C3化合物，但没有明显的氧化发生。粉末的尺寸越小，越有利于制备更低孔隙率，更致密的涂层。一些研究人员采用磁控溅射法制备Cr2AlC薄膜，研究了Cr2AlC的性能且Cr2AlC薄膜厚度＜1 μm，极大的限制了Cr2AlC的应用范围[40-42]。

5 展 望

目前制备Cr2AlC的方法有很多，但产物中或多或少都含有部分杂质相，而且有些工艺生产成本高，操作复杂，不利于大规模生产。对于制备Cr2AlC的成本而言，热压、热等静压和放电等离子烧结方法使用的仪器精密、昂贵，制备过程中都要求高真空且需要通氩气作为保护气体，技术要求高，这就使生产成本提高。较上述制备方法而言，熔盐法制备Cr2AlC具有操作简单，对实验环境和技术要求不高，产量高等有点，这利于工业化生产，但该方法存在的问题是产物纯度不够理想，还需要继续研究以提高产物纯度。因此在提高合成Cr2AlC纯度的同时，降低生产成本，简化合成工艺是今后制备Cr2AlC的研究方向。

Cr2AlC复合材料具有优异的性能，在现代很多领域都有广泛的应用前景，但要实现大规模工业应用还需解决几个问题：

(1) 降低Cr2AlC粉末的合成成本，简化合成工艺，提高Cr2AlC粉末的合成效率，确保Cr2AlC复合材料的原料充足。

(2) 研究原料的配比，第二相的掺量及合成工艺对复合材料性能的影响。尝试用工艺简单，成本较低的方法合成Cr2AlC复合材料，缩短生产周期。

(3) 进一步研究Cr2AlC复合材料微观结构与宏观性能之间的关系。

(4) 拓宽Cr2AlC复合材料性能研究的范围，扩大Cr2AlC复合材料的应用。

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Research Progress of Layered Cr2AlC Ternary Ceramic

BAI Yang，LIU Jinyun，JIN Yingrong
(College of Materials Science and Engineering, Xihua University, Chengdu 610039, Sichuan, China)

With special crystal structure, Cr2AlC has broad application prospects in many fi elds due to its metal and ceramic properties. This paper introduces the crystal structure, synthesis methods, properties and application prospects of Cr2AlC. It points out that Developing new technology, improving the synthesis of Cr2AlC purity, simplifying operation, reducing cost and advancing mass industrialized production will be the research directions in the future.

new material; ceramic material; Cr2AlC

date:2017-04-15 Revised date: 2017-04-18

TQ174.75

A

1006-2874-(2017)05-0022-08

10.13958/j.cnki.ztcg.2017.05.004

2017-04-15。

2017-04-18。

教育部春晖计划资助项目(z2010096)。

白阳，男，硕士生。

Correspondent author:BAI Yang, male, Master.

E-mail:cuitBy3772@163.com