توليد سراميك نانولايه اي Ti3SiC2

Production of Ti3SiC2 Nanolayered Ceramic

چكيده: تركيبات سه تايي نانولايه ي ,Ti3SiC2، يك گروه جديد از مواد هستند كه ويژگي هاي فلزها و سراميك ها را نشان مي دهند. Ti3SiC2 شبيه فلزها، هدايت حرارتي و الكتريكي بالا، مقاومت بالا در برابر شوك حرارتي، سختي پايين و ماشين پذيري خوبي را نشان مي دهد. همچنين Ti3SiC2 مشابه يك سراميك مدول يانگ بالا، استحكام در دماي بالا و مقاومت در برابر اكسايش خوبي دارند. در اين مقاله، قطعات Ti3SiC2 از طريق مذاب خوراني مايع سيليكون به درون پيش سازه هايي از پودر TiC سنتز مي شود. قرص سيليكون به شكل منبع فلز مذاب، بالاي نمونه ها قرار داده مي شود. تركيب اوليه را مي توان با فرمول 3TiC/1.3Si نشان داد. تشكيل فاز و ريزساختار با XRD و SEM مجهز به آناليز عنصري EDS بررسي شد. نتايج نشان داد كه پيش سازه ي TiC، به منظور سنتز مكس فاز با Si وارد واكنش مي شود و در كنار مكس فاز ناخالصي SiC، در سطح مقطع نمونه ها ظاهر مي شود. همچنين مشخص شد كه تركيب نمونه ها به زمان مذاب خوراني به شدت وابسته است و با افزايش مدت زمان، Ti3SiC2 به تركيب TiC تجزيه مي شود.

Abstract: The nanolayered ternary compound Ti3SiC2 is a representative of those materials that exhibit the characteristics of both metals and ceramics. Similar to metals, Ti3SiC2 shows high electrical and thermal conductivity, high thermal shock resistance, ductility and good machinability. Further, similar to a ceramic, Ti3SiC2 has a high Young's modulus, as well as, high temperature strength and oxidation resistance. In this paper, Ti3SiC2 bulks have been synthesized by infiltrating Si liquid into a porous preform composed of solid TiC powders. Silicon pellets were placed on the top of the precursor pellets as the liquid source. The starting compositions can be represented by the formula 3TiC/1.3Si. The phase formation and microstructure were investigated by the X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) equipped with an energydispersive spectroscopy (EDS) system. The results demonstrated that the TiC preform could react with Si in order to MAX phase synthesis and SiC impurities appeared in the cross section of the samples. It is found that the compositions of the samples strongly depended on the time of infiltration. Moreover, an increase in the time, decomposed Ti3SiC2 into Tic compound.