سنتز و تف جوشی کامپوزیت های Ti۳SiC۲–SiC از طریق پرس گرم واکنشی پیش ماده های TiC و Si

مکس فازها یک کلاس جذاب از جامدات لایه ای هستند که اخیرا به دلیل ترکیب غیرمعمول و منحصر بفرد، توجهات زیادی را به خود جلب کرده اند. ترکیب سه تایی Ti۳SiC۲ یک نمونه از موادی است که ویژگی های سرامیک ها و فلزات را با هم نشان می دهد. به عنوان یک سرامیک، سخت هستند. برخی از آنها مقاوم در برابر اکسیداسیون، خزش، خستگی، خوردگی هستند. فوق العاده دیرگداز هستند و دمای ذوب بالا دارند. همچنین استحکامشان با دما ثابت می ماند. هنگامی که به عنوان یک فلز مورد توجه قرار می گیرد، این ترکیب یک ماده هادی الکتریسیته و حرارت است و مستعد به شوک حرارتی نیست، دارای قابلیت ماشینکاری آسان با انواع ابزارهای نوین و امروزی می باشد، نسبتا نرم بوده و همچنین مقاومت شیمیایی بالایی دارند. ترکیب SiC با Ti۳SiC۲ به منظور کامپوزیت سازی، یک راه موثر برای بهبود خواص دما بالا است، زیرا SiC به عنوان فاز تقویت کننده، دارای مقاومت به اکسیداسیون خوب، سختی بالا، مقاومت در برابر سایش است و علاوه بر این، در دماهای بالا با Ti۳SiC۲ سازگار است. کامپوزیت های کاملا متراکم Ti۳SiC۲-SiC از طریق سنتز درجا و از طریق یک فرآیند پرس گرم واکنشی با استفاده از پودرهای TiC و Si با نسبت های مولی مختلف ۳TiC:۳Si، ۳TiC:۲Si (ترکیب استوکیومتری) و ۳TiC:۱.۵Si ساخته شدند. مشخصه فازی نمونه های پرس گرم شده توسط تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) انجام شد و ریزساختارها با میکروسکوپ الکترونی روبشی  (SEM)مورد مطالعه قرار گرفتند. خواص مکانیکی کامپوزیت های پرس گرم شده از نظر سختی ویکرز، چقرمگی شکست و استحکام خمشی سه نقطه ای مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که ذرات SiC سنتز شده به روش درجا، با مورفولوژی دراز و کشیده، در زمینه ذرات Ti۳SiC۲ تشکیل شده بصورت درجا توزیع شده اند. بالاترین سختی ویکرز مربوط به نمونه ۳TiC:۱.۵Si با مقدار GPa ۲/۱۴ مربوط به حضور SiC و فاز TiC باقیمانده در ریزساختار می باشد. استحکام خمشی سه نقطه ای با افزایش مقدار مولی Si به دلیل حضور فاز Si آزاد در نمونه و تشکیل بیشتر فاز SiC افزایش یافت. نمونه ۳TiC:۳Si به بالاترین چقرمگی شکست  MPa.m۱/۲ ۱/۱۰و بالاترین استحکام خمشی سه نقطه ای معادل MPa ۵۷۶ دست یافت.

Keywords:

Sintering , Ti۳SiC۲ MAX phase , SiC reinforcement , Reactive hot-pressing , Characterization , Mechanical properties , تف جوشی , سنتز درجا , مکس فاز , تیتانیم سیلیکون کاربید , تقویت کننده سیلیکون کاربید , پرس گرم واکنشی , مشخصه یابی , خواص مکانیکی