Композиционные материалы и многофункциональные покрытия | |
Название | Фазообразование при спекании композиционного материала системы Ti – Al – SiC |
DOI | 10.17580/tsm.2018.08.10 |
Автор | Астапов И. А., Власова Н. М., Ершова Т. Б., Кириченко Е. А. |
Информация об авторе | ФГБУН Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН, Хабаровск, Россия: И. А. Астапов, старший научный сотрудник, эл. почта: immaterial_khv@mail.ru |
Реферат | В настоящее время актуально создание новых композиционных материалов. Сочетание свойств во многофазном материале обеспечивает преимущества, которые могут быть использованы в авиа- и машиностроении, в том числе для создания функциональных покрытий и порошков. Среди таких материалов можно выделить композиты на основе MAX-фаз, отличающиеся повышенными характеристиками жаростойкости, упругости, легкостью механической обработки и др. Методом холодного прессования с последующим высокотемпературным спеканием в вакууме были получены материалы состава (3Ti:Al)+15 % SiC. В качестве исходных компонентов применяли химически чистые титан, алюминий и карбид кремния. Проводили термический анализ, исследовали фазовый состав и микроструктуру. Показано, что образование целевых фаз — Ti2AlC и карбосилицида титана — происходит в несколько стадий и протекает относительно медленно. На ДТА-кривой можно выделить только один характерный экзотермический пик, отвечающий синтезу алюминида титана. Фазовый анализ показал, что при низких температурах (до 1000 оC) формируется интерметаллид титана с алюминием. Одновременно происходит перестройка решетки карбида кремния с сопутствующим образованием TiC и при температуре выше 1100 оC — формированием Ti5Si3Cx. MAX-фаза Ti2AlC является результатом взаимодействия Ti3Al с атомами углерода, высвободившимися в ходе реакции карбида кремния с титаном. Исследование микроструктуры указывает на окончательный этап спекания при температурах выше 1300 оC. При более низких значениях в структуре заметны отдельные зерна TiC, SiC и области интерметаллида Ti3Al. Образец, спеченный при T = 1400 оC, представляет собой двухфазный композиционный материал, в каждом зерне которого равномерно распределены Ti2AlC и Ti5Si3Cx. Других фаз в данных образцах не обнаружено. Микротвердость двухфазных зерен составляет HV50 = 7,2 ГПа, при этом числа твердости находятся в интервале 3,0–9,0 ГПа, что объясняется влиянием соотношения двух фаз в месте индентирования. |
Ключевые слова | MAX-фаза, Ti2AlC, карбосилицид титана, порошковая металлургия, фазовый состав, фазообразование, микроструктура |
Библиографический список | 1. Hu Ch., Zhang H., Li F., Huang Q., Bao Y. New phases’ discovery in MAX family // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2013. No. 36. P. 300–312. 16. Song X.-J., Cui H.-Z., Hou N. et al. Lamellar structure and effect of Ti2AlC on properties of prepared in-situ TiAl matrix composites // Ceramics International. 2016. Vol. 42, Iss. 12. P. 13586–13592. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |