СИНТЕЗ МАХ-ФАЗИ Ti3SiC2 МЕТОДОМ ФЛЮСУ
Анотація
МАХ-фази поєднують металічні та керамічні властивості, зокрема електропровідність, теплопровідність, стійкість до високих температур, окиснення і термічних ударів, міцність на стиск. Їхнє широке використання обмежується складністю отримання однофазних зразків. З’ясовано, що альтернативним методом синтезу МАХ-фази Ti3SiC2 може бути метод з використанням флюсу. Як флюс використано метал Ві, який є інертним середовищем з достатнім температурним інтервалом для проведення реакції в системі Ti–Si–C. Для визначення оптимальних умов синтезу виготовлено зразки різного хімічного складу. На основі рентгенівських порошкових дифракційних даних встановлено, що одержані зразки містять як основну фазу Ti3SiC2, максимальний вміст якої становить 84 мас.%. Кристалічна структура сполуки Ti3SiC2 належить до власного структурного типу: символ Пірсона hP12, просторова група P63/mmc, a = 3,06499(6), c = 17,6562(4) Å (зразок Ti50Si25C25).
Ключові слова: титан силіцій карбід, МАХ-фаза, метод флюсу, рентгенівська порошкова дифракція, кристалічна структура.
Повний текст:
PDFПосилання
Gonzalez-Julian J. Processing of MAX phases: From synthesis to applications // J. Am. Ceram. Soc. 2020. Vol. 104. P. 659–690. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.17544
Jeitschko W., Nowotny H. Die Kristallstruktur von Ti3SiC2 – ein neuer Komplexcarbid-Typ // Mh. Chem. 1967. Vol. 98. P. 329–337. (in German). DOI: https://doi.org/10.1007/BF00899949
Barsoum M. W., El-Raghy T. Synthesis and characterization of a remarkable ceramic: Ti3SiC2 // J. Am. Ceram. Soc. 1996. Vol. 79. P. 1953–1956. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1996.tb08018.x
El-Raghy T., Zavaliangos A., Barsoum M. W., Kalidindi S. R. Damage mechanisms around hardness indentations in Ti3SiC2 // J. Am. Ceram. Soc. 1997. Vol. 80. P. 513–516. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1997.tb02861.x
Barsoum M. W., El-Raghy T., Ogbuji L. U. J. T. Oxidation of Ti3SiC2 in air // J. Electrochem. Soc. 1997. Vol. 144. No. 7. P. 2508–2516. DOI: https://doi.org/10.1149/1.1837846
Barsoum M. W., El-Raghy T. A progress report on Ti3SiC2, Ti3GeC2, and the H-phases, M2BX // J. Mater. Synth. Process. 1997. Vol. 5. No. 3. P. 197–216.
El-Raghy T., Barsoum M. W. Diffusion kinetics of the carburization and silicidation of Ti3SiC2 // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 83. P. 112–119. DOI: https://doi.org/10.1063/1.366707
Low I. M., Lee S. K., Lawn B. R., Barsoum M. W. Contact damage accumulation in Ti3SiC2 // J. Am. Ceram. Soc. 1998. Vol. 81. P. 225–228. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1998.tb02320.x
Farber L., Barsoum M. W., Zavaliangos A., El-Raghy T., Levin I. Dislocations and stacking faults in Ti3SiC2 // J. Am. Ceram. Soc. 1998. Vol. 81. P. 1677–1681. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1998.tb02532.x
Turki F., Abderrazak H., Schoenstein F., Abdellaoui M., Jouini N. SPS parameters influence on Ti3SiC2 formation from Si/TiC: Mechanical properties of the bulk materials // J. All. Comp. 2017. Vol. 708. P. 123–133. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.02.304
Lagos M. A., Pellegrini G., Agote I., Azurmendi N., Barcena J., Parco M., Silvestroni L., Zoli L., Sciti D. Ti3SiC2-Cf composites by spark plasma sintering: Processing, microstructure and thermo-mechanical properties // J. Am. Ceram. Soc. 2019. Vol. 39. P. 2814–2830. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.03.037
Xu X., Ngain T. L., Li Y. Synthesis and characterization of quarternary Ti3Si(1-x)AlxC2 MAX phase materials // Ceram. Int. 2015. Vol. 41. P. 7626–7631. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.02.088
Lane N. J., Vogel S. C., Barsoum M. W. High-temperature neutron diffraction and the temperature-dependent crystal structures of the MAX phases Ti3SiC2 and Ti3GeC2 // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 82. 174109. 11 p. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1103/PhysRevB.82.174109
Rawn C. J., Payzant E. A., Hubbard C. R., Barsoum M. W., El-Raghy T. Structure of Ti3SiC2 // Mater. Sci. Forum. 2000. Vol. 321. P. 889–892.
Radhakrishnan R., Williams J. J., Akinc M. Synthesis and high-temperature stability of Ti3SiC2 // J. Alloys. Compd. 1999. Vol. 285. P. 85–88.
Rosa P. F. S., Fisk Z. Flux methods for growth of intermetallic single crystals // Cryst. Growth Intermet. 2018. P. 49–60. DOI: https://doi.org/10.1515/9783110496789-003
Etzkorn J., Ade M., Hillebrecht H. V2AlC, V4AlC3-x (x ≈ 0.31), and V12Al3C8: Synthesis, crystal growth, structure, and superstructure // Inorg. Chem. 2007. Vol. 46. No. 18. P. 7646–7653. DOI: https://doi.org/10.1021/ic700382y
Etzkorn J., Ade M., Kotzott D., Kleczek M., Hillebrecht H. Ti2GaC, Ti4GaC3 and Cr2GaC3 – synthesis, crystal growth and structure analysis of Ga-containing MAX-phases Mn+1GaCn with M = Ti, Cr and n = 1, 3 // J. Solid State Chem. 2009. Vol. 182. P. 995–1002. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jssc.2009.01.003
Villars P., Cenzual K. (Eds.). Pearson’s Crystal Data – Crystal Structure Database for Inorganic Compounds, Release 2023/24, ASM International, Materials Park (OH).
Young R. A. (Ed.) The Rietveld Method. Oxford (United Kingdom), Oxford University Press, 1995. 298 p.
Akselrud L., Grin Yu. WinCSD: software package for crystallographic calculations (Version 4) // J. Appl. Crystallogr. 2014. Vol. 47. No. 2. P. 803–805.
Young R. A., Sakthivel A., Moss T. S., Paiva-Santos C. O. DBWS-9411 – an upgrade of the DBWS*.* programs for Rietveld refinement with PC and mainframe computers // J. Appl. Crystallogr. 1995. Vol. 28. P. 366–367. DOI: https://doi.org/10.1107/S0021889895002160
Broda A., Klymentiy N., Pukas S., Cardoso-Gil R., Grin Yu., Gladyshevskii R. A new method to synthesize the compound Ti3SiC2 // Coll. Abstr. XXI Int. Conf. Inorg. Chem. Ukraine. Uzhhorod, 3–6 June, 2024. P. 82–83.
Daams J., Gladyshevskii R., Shcherban O., Dubenskyy V., Melnichenko-Koblyuk N., Pavlyuk O., Stoiko S., Sysa L. Crystal Structures of Inorganic Compounds. Landolt-Börnstein III/43. (A: Structure Types, Part 3: Space Groups (194) P63/mmc – (190) P-62c). Eds. P. Villars, K. Cenzual, Springer-Verlag, Berlin, Germany, 2006. 483 p.
DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6601.111
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.