三元层状陶瓷Cr₂AlC,作为MAX相化合物中的一员,因其兼具金属和陶瓷的优异性能受到研究者的广泛关注。目前,采用传统方法合成Cr₂AlC材料需要较高的合成温度或较长的时间,且合成样品纯度较低。这些问题的存在严重制约了Cr₂AlC陶瓷材料的广泛应用。为了能低温、快速制备出纯度较高的Cr₂AlC材料,本文采用微波混合加热法合成Cr₂AlC,并对其合成工艺、反应机理和性能进行研究。本文以Cr、Al、石墨和Cr、Al、Cr₃C₂为原料,采用微波混合加热法合成Cr₂AlC,并与无压烧结进行对比研究。探讨了原料配比和工艺参数（如微波功率、合成温度、保温时间等）对其物相和微观形貌的影响,并对其物相演变规律和反应机理进行分析。同时,用制得的Cr₂AlC粉为原料,采用球磨-超声剥离法制备纳米Cr₂AlC粉,对其物相组成、比表面积和颗粒尺寸进行分析,并初步研究了原粉和纳米Cr₂AlC粉的摩擦性能。以石墨为碳源微波混合加热合成Cr₂AlC,在Ar气气氛保护下,摩尔配比n（Cr）:n（Al）:n（C）=2:1:1,1100℃保温5min,合成的Cr₂AlC粉体中含有少量的Cr₇C₃。以碳化物Cr₃C₂为碳源时,Ar气保护下,摩尔配比n（Cr）:n（Al）:n（Cr₃C₂）=1:2:1,在1050℃保温3min,可以合成单一相的Cr₂AlC材料。结果表明在更低温度下合成高纯度的Cr₂AlC归因于以Cr₃C₂代替石墨为碳源。在Cr/Al/C体系中,Cr₇C₃的结构比Cr₂AlC的结构更稳定,且石墨在Cr中的溶解度远远大于在Al中的溶解度,使其残存在最终的样品中。以Cr₃C₂替代石墨为碳源,在反应过程中Cr₃C₂能提供几近等量的Cr和C,Cr₃C₂和熔融的Al可以直接反应生成Cr₂AlC相。同时,与无压烧结相比,采用微波混合加热法合成Cr₂AlC,其反应温度降低了300℃,反应时间节约了10h。以Cr、Al、Cr₃C₂为原料,无压烧结合成Cr₂AlC。在700-1000℃,Al和Cr、Cr₃C₂反应生成Cr₂Al、Cr₅Al₈、Cr₂AlC和少量的Al₄C₃。当温度高于1100℃时,Cr₅Al₈、Cr₂Al和Cr₃C₂、Al反应生成目标相Cr₂AlC。随着温度进一步升高,样品中产生少量新的杂质相Cr₇C₃,这是由于高温下少量Cr₂AlC分解所致。当采用微波混合加热法合成Cr₂AlC,在900℃以下,Cr、Al和Cr₃C₂反应生成C r-A l金属间化合物和Cr₂AlC。900℃以上,残留的Cr、Cr₃C₂与Cr-Al金属间化合物发生反应生成Cr₂AlC。由XRD衍射分析结果可知,在900℃时,样品中已有大量Cr₂AlC相存在。无压烧结时,样品靠发热元件来加热,热量由外向内传递,易产生温度梯度。而微波混合加热依靠内摩擦振动加热,使材料整体加热,避免了热量由外向内传递产生温度梯度,可在低温下快速合成大量Cr₂AlC。微波混合加热法制得的Cr₂AlC粉为原料,采用球磨-超声剥离法可以成功制备出纳米Cr₂AlC粉体,其平均颗粒尺寸为458nm。采用BET公式计算的纳米粉的比表面积为29.89m²/g,约为球磨后粉体的7倍。在室温,800r/min,加载力300N时,添加2wt%的Cr₂AlC,其基础油的减磨性能最好。这是因为在摩擦过程中,Cr₂AlC粉能在摩擦副表面形成一层润滑膜,起到减磨损的作用。当Cr₂AlC的添加量为2wt%时,随着加载力的增大,摩擦系数和磨斑直径增大,可能是由于加载力较大时,润滑膜遭到破坏造成的。在相同的条件下,纳米Cr₂AlC表现出更好的减磨性能,与原粉相比,其摩擦系数和磨斑直径分别降低了70.65%和69.00%。