аспирант кафедры металловедения, порошковой металлургии, наноматериалов
postgraduate student of Department “Metal Science, Powder Metallurgy, Nanomaterials”
д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой металловедения, порошковой металлургии, наноматериалов
Dr. Sci. (Phys.-Math.), Prof., Head of Department “Metal Science, Powder Metallur-gy, Nanomaterials”
к.т.н., доцент кафедры металловедения, порошковой металлургии, нано-материалов
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of Department “Metal Science, Powder Metallurgy, Nano-materials”
аспирант кафедры металловедения, порошковой металлургии, наноматериалов
Postgraduate student of Department “Metal Science, Powder Metallurgy, Nanomaterials
к.т.н., доцент кафедры металловедения, порошковой металлургии, наноматериалов
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of Department “Metal Science, Powder Metallurgy, Nano-materials”
Рассматривается простой и недорогой способ синтеза пористых каркасов МАХ-фаз Ti3SiC2 и Ti3AlC2 методом СВС на воздухе и в засыпке из речного песка, при котором не требуется применения закрытого реактора со специальной атмосферой или вакуумом. Исследование макроструктуры синтезированных образцов на основе МАХ-фаз карбоалюминида титана и карбосилицида титана показало, что у образцов одинаковая пористость порядка 50 – 60 %, открытая пористость составляет около 40 %. Средний размер пор колеблется от 10 до 350 мкм. Микроструктура пористых каркасов Ti3SiC2 и Ti3AlC2 представляет собой характерные разнонаправленные блоки пластин МАХ-фаз, а также незначительное количество равноосных частиц TiC, окруженных однородной фазой TiSi или TiAl соответственно. Показано, что синтез пористых каркасов на воздухе приводит к образованию оксидных и нитридных фаз, плотно покрывающих поверхности, толщиной до 100 мкм. Процесс СВС под слоем песка позволяет уменьшить среднюю толщину оксидных и нитридных пленок на поверхности СВС-каркаса до 20 мкм. На синтезированных образцах обнаружен подповерхностный слой, состоящий из двух фаз: TiC – TiSi в каркасе Ti3SiC2 и TiC – TiAl в каркасе Ti3AlC2, толщина которого снижается с 50 мкм (СВС на воздухе) до 30 мкм (СВС под слоем песка). Установлено, что в закрытых порах оксидные и нитридные пленки отсутствовали в связи с тем, что к ним не было доступа атмосферных газов при остывании образцов.
A simple and inexpensive method for the synthesis of porous skeletons of MAX phases Ti3SiC2 and Ti3AlC2 by the SHS method in air and in river sand filling, in which the use of a closed reactor with a special atmosphere or vacuum is not required, is considered. The study of the macrostructure of synthesized samples based on the MAX phases of titanium aluminum carbide and titanium silicon carbide showed that the samples have the same porosity of about 50 – 60 %, the open porosity is about 40 %. The average pore size ranges from 10 to 350 microns. The microstructure of the porous Ti3SiC2 and Ti3AlC2 frameworks consists of characteristic multidirectional blocks of MAX-phase plates, as well as a small number of equiaxed TiC particles surrounded by a single TiSi or TiAl phase, respectively. It is shown that the synthesis of porous frameworks in air leads to the formation of oxide and nitride phases that tightly cover surfaces up to 100 microns thick. The SHS process under a layer of sand makes it possible to reduce the average thickness of oxide and nitride films on the surface of the SHS frame to 20 microns. A subsurface layer consisting of two phases was found on the synthesized samples: TiC – TiSi in the Ti3SiC2 frame and TiC – TiAl in the Ti3AlC2 frame, the thickness of which is reduced from 50 microns (SHS in air) to 30 microns (SHS under a layer of sand). It was found that oxide and nitride films were absent in closed pores due to the fact that atmospheric gases did not have access to them when the samples cooled
The authors declare that there are no conflicts of interest present.