Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Synthesis nhanh hợp chất carbide ba thành phần Ti3SiC2 bằng kỹ thuật tách xung điện từ bột Ti/Si/TiC
Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science - Tập 33 - Trang 3321-3328 - 2002
Tóm tắt
Bột Ti/Si/TiC với tỷ lệ mol là 1:1:2 (M1) và 2:2:3 (M2) đã được chuẩn bị để tổng hợp hợp chất carbide ba thành phần Ti3SiC2 bằng phương pháp trộn trong 24 giờ dưới bầu khí Ar. Quá trình tổng hợp được thực hiện ở nhiệt độ từ 1200 °C đến 1400 °C dưới áp lực 50 MPa, sử dụng kỹ thuật ép tách xung (PDS). Sau khi nung kết, các thành phần pha và cấu trúc vi của các mẫu được phân tích bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) và quan sát bằng kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử quét. Kết quả cho thấy các pha trong tất cả các mẫu đều bao gồm Ti3SiC2 và một lượng nhỏ TiC, và nhiệt độ nung kết tối ưu được tìm thấy trong khoảng thấp tương đối từ 1250 °C đến 1300 °C. Bằng phương pháp phụ gia chuẩn, hàm lượng tương đối của Ti3SiC2 được tính toán. Đối với các mẫu M1, hàm lượng TiC thấp nhất chỉ có thể giảm xuống khoảng 3 đến 4 wt%, trong khi hàm lượng Ti3SiC2 trong các mẫu M2 luôn thấp hơn so với các mẫu M1. Khi bột M2 được nung kết ở 1300 °C trong khoảng thời gian từ 8 đến 240 phút, các đỉnh TiC có cường độ rất thấp, và hàm lượng tương ứng của Ti3SiC2 được tính toán là cao hơn 99 wt%. Kích thước hạt của Ti3SiC2 tăng từ 5 đến 10 µm lên 80 đến 100 µm trong toàn bộ khoảng nhiệt độ nung kết đã áp dụng. Độ dày tương đối của các mẫu M2 được đo trên 99 pct ở các nhiệt độ nung kết trên 1275 °C. Điều này cho thấy kỹ thuật PDS có thể tổng hợp nhanh chóng Ti3SiC2 có hàm lượng cao từ bột Ti/Si/TiC trong khoảng nhiệt độ tương đối thấp.
Từ khóa
#Ti3SiC2 #bột Ti/Si/TiC #nung kết tách xung #nhiệt độ nung kết #độ dày tương đốiTài liệu tham khảo
M.W. Barsoum: Progr. Solid State Chem., 2000, vol. 28, pp. 201–81.
M.W. Barsoum and T. El-Raghy: Metall. Mater. Trans. A, 1998, vol. 29A, pp. 363–69.
M.W. Barsoum, L. Farber, and T. El-Raghy: Metall. Mater. Trans. A, 1998, vol. 29, pp. 1727–38.
M.W. Barsoum, D. Brodkin, and T. El-Raghy: Scripta Mater., 1997, vol. 36, pp. 535–41.
W. Jeitschko and H. Nowotny: Monath. Chem., 1967, vol. 98, pp. 329–37.
T. Goto and T. Hirai: Mater. Res. Bull., 1987, vol. 22, pp. 1195–1201.
S. Arunajatesan and A.H. Carim: J. Am. Ceram. Soc., 1995, vol. 78, pp. 667–72.
R. Pampuch, J. Lis, L. Stobierski, and M. Tymkiewicz: J. Eur. Ceram. Soc., 1989, vol. 5, pp. 283–87.
J. Lis, Y. Miyamoto, R. Pampuch, and K. Tanihata: Mater. Lett., 1995, vol. 22, pp. 163–68.
N.F. Gao, Y. Miyamoto, and K. Tanihata: J. Mater. Sci., 1999, vol. 34, pp. 4385–92.
J.F. Li, F. Sato, and R. Watanabe: J. Mater. Sci. Lett., 1999, vol. 18, pp. 1595–97.
F. Sato, J.F. Li, and R. Watanabe: Mater. Trans. JIM, 2000, vol. 41, pp. 605–09.
M.W. Barsoum and T. El-Raghy: J. Am. Ceram. Soc., 1996, vol. 79, pp. 1953–56.
T. El-Raghy and M.W. Barsoum: J. Am. Ceram. Soc., 1999, vol. 82, pp. 2849–54.
C. Racault, F. Langlais, and R. Naslain: J. Mater. Sci., 1994, vol. 29, pp. 3384–92.
R. Radhakrishnan, C.H. Henager, Jr., J.L. Brimhall, and S.B. Bhaduri: Scripta Mater., 1996, vol. 34, pp. 1809–14.
R. Radhakrishnan, J.J. Williams, and M.J. Akinc: J. Alloys Compounds, 1999, vol. 285, pp. 85–88.
Y.C. Zhou, Z.M. Sun, S.Q. Chen, and Y. Zhang: Mater. Res. Innov., 1998, vol. 2, pp. 142–46.
Z.M. Sun and Y.C. Zhou: Scripta Mater., 1999, vol. 41, pp. 61–66.
J.T. Li and Y. Miyamoto: J. Mater. Synth. Proc., 1999, vol. 7, pp. 91–96.
Z.F. Zhang, Z.M. Sun, H. Hashimoto, and T. Abe: Scripta Mater., 2001, vol. 45, pp. 1461–67.
Z.F. Zhang, Z.M. Sun, H. Hashimoto, and T. Abe: Mater. Res. Innov., 2002, vol. 5, pp. 185–89.
K. Matsugi, T. Hatayama, and O. Yanagisama: Intermetallics, 1999, vol. 7, pp. 1049–57.
R.S. Mishra, J.E. Schneider, J.F. Shackeford, and A.K. Mukheijee: Nanostruct. Mater., 1995, vol. 5, pp. 525–44.
S.W. Wang, L.D. Chen, Y.S. Kang, M. Niino, and T. Hirai: Mater. Res. Bull., 2000, vol. 35, pp. 619–28.
J.L. Rattliff and G.W. Powell: AFML Technical Report 70-42, National Technical Information Service, Alexander, VA (1970).
M. Naka, J.C. Feng, and J.C. Schuster: Metall. Mater. Trans. A, 1997, vol. 28, pp. 1385–90.
Z.M. Sun, Z.F. Zhang, H. Hashimoto, and T. Abe: Mater. Trans., 2002, vol. 43, pp. 436–38.
T. El-Raghy, M.W. Barsoum, A. Zavaliangos, and S.R. Kalidindi: J. Am. Ceram. Soc., 1999, vol. 82, pp. 2855–60.
Z.F. Zhang, Z.M. Sun, H. Hashimoto, and T. Abe: Mater. Lett., 2002, in press.
Z.F. Zhang, Z.M. Sun, H. Hashimoto, and T. Abe: J. Eur. Ceram. Soc., 2002, in press.
T. Iseki, T. Yano, and Y.-S. Chung: J. Am. Ceram. Soc., 1990, vol. 97, pp. 47–51.