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三元层状化合物Mn+1AXn (n=1,2,3)兼具了金属和陶瓷的优异性能,具有较低的维氏硬度,较高的弹性模量及剪切模量,可以像金属一样进行机械加工。同时,在常温下拥有良好的导热导电性能。在高温下热稳定性良好,具有高抗热震性和抗热冲击性。基于以上优良的性能,Mn+1AXn可以应用于高温领域,替代可加工陶瓷等。目前,对于Mn+1AXn化合物的研究主要集中在Ti-Al-C、Ti-Si-C系,而忽略了对同样具备一系列优异性能的Ti-Al-N系化合物的研究。Ti-Al-N系现公认能稳定存在的三元化合物有Ti2AlN和Ti4AlN3。近年来,出现了较多关于Ti2AlN制备及性能的报道,而Ti4AIN3的相关报道则很少,这是因为Ti4AIN3的合成区间很窄,如不严格控制合成参数,极易生成Ti-Al金属间化合物等副产物,难以实现可控合成。现有的Ti4AlN3合成的报道采用热等静压烧结工艺,所得合成试样中仍有TiN杂质,且此种方法耗时长,成本高,难以实现工业化制备。因此,本研究采用热压烧结工艺快速制备高纯Ti4AlN3块体材料,通过研究不同工艺参数(原料组成及其配比,烧结温度,保温时间等)对合成试样相组成及显微结构等的影响,从而确定最优化方案,并对Ti4AlN3合成试样的物理性能和腐蚀性能进行了表征和研究。以Ti/1.2Al/2.7TiN为原料,采用真空热压烧结工艺在1400℃保温2h成功合成了高纯致密Ti4AIN3块体材料,Ti4AIN3晶体呈层板状结构,长度方向尺寸为10～25μm,厚度5～15μm,结晶良好,晶粒发育完善,相对密度达到98.5%。Ti4AlN3具有较高的抗弯强度(384MPa)、抗压强度(523MPa)和断裂韧性(6.5 MPa-m1/2),较低的维氏硬度(2.9GPa)和抗破坏能力使其具备良好的机械加工性能。Ti4AlN3常温电导率和热导率分别为4.6×105Ω-1·m-1和12W/m-K,其热导率在25℃～600℃范围呈上升趋势；25～1100℃的线膨胀系数为9.0×10-6K-1,良好的导热性能和高温热稳定性使Ti4AlN3可以应用于高温领域。浸泡失重实验表明Ti4AlN3在65%HNO3中失重最大,为11.73 mg/cm2,且发生了较严重的全面腐蚀和剥蚀,XRD显示一部分Ti4AIN3由于失去Al层从而转变为在酸碱中更为稳定的TiN。而在NaOH中其表面生成一层钝化膜阻碍了试样与腐蚀液的接触,因此几乎没有失重。在酸溶液中,Ti4AlN3晶体的Ti-Al、Ti-Ti和Al-Al键发生断裂,Ti、Al原子溶解在溶液中。Ti4AIN3和Ti2AlN在1MHCl及1MH2SO4中的动电位极化曲线测试表明Ti2AlN在酸中更易被腐蚀,这是由于Ti2AlN中Ti-Al、Ti-Ti和Al-Al键结合较弱,且Ti4AIN3比Ti2AlN晶体中Ti-N键所占的比例更高所造成的。静态和电化学腐蚀实验表明Ti4AlN3比Ti2AlN在酸中更稳定,说明n值是影响Mn+1AXn化合物腐蚀性能一个重要因素。