ساخت کامپوزیت مکس‌فاز ti3sic2-sic به روش سنتز درجا و غیر درجا

اخیرا دسته ای از ترکیب های سه تایی با ترکیب که به مکس فازها معروف هستند، به عنوان یک ماده نوین مورد توجه قرار گرفتند. یکی از ویژگی های مهم مکس فازها، خاصیت خود ترمیم شوندگی آنها است. دلیل اصلی مورد توجه قرار گرفتن مکس فازها، مجموعه منحصر به فردی از خواص غیرمعمول شامل خواص فلزی، سرامیکی، فیزیکی، مکانیکی آنها است. یکی از این مکس فازها، ترکیب سه تایی ti3sic2 است. خواص مکانیکی این نوع مکس فاز را می توان با استفاده از تقویت کننده های مختلفی همچون کاربیدی ها (مانند کاربید سیلیسیم) بهبود بخشید. سختی، دمای ذوب، استحکام مکانیکی و مدول الاستیسیته بالا از ویژگی های بارز کاربید سیلیسیم است. همچنین مقاومت به اکسیداسیون کاربید سیلیسیم به خاطر شکل گیری لایه اکسید سیلیسیم بالا است. کامپوزیت ti3sic2-sic را می توان از سنتز درجای مخلوط si و tic با نسبت استوکیومتری مناسب به روش پرس گرم تولید کرد. در این پژوهش، هدف اصلی بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت ti3sic2-sic ساخته شده به روش درجا و مقایسه آن با کامپوزیت ساخته شده به روش غیر درجا است. از این رو، کامپوزیت های sic ti3sic2 به روش درجا و غیردرجا به وسیله پرس گرم در محدوده دمایی 1400 تا °c 1600 تحت فشار 30 تا mpa 40 برای 30 تا 60 دقیقه ساخته شدند و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آن شامل چگالی، سختی، استحکام خمشی و چقرمگی شکست مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. برای شناسایی فاز های تشکیل شده از الگوی پراش پرتو ایکس (xrd) و بررسی ریزساختاری از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) استفاده شد.

Fabrication of Ti3SiC‌‌2-SiC max phase composites via in-situ and ex-situ synthesis

Recently, a series of threecomponent compounds with the combination of Mn+1AXn known as Max phases have been considered as a new material. One of the most important features of Max phases, is the selfhealing property of them. The main reason for considering Max Phases is a unique collection of unusual properties including their metallic, ceramic, physical, and mechanical properties. One of these Max Phases is Ti3SiC2 triple composition. The mechanical properties of this type of max phase can be improved by using various reinforcements such as carbides (like silicon carbide). High hardness, high melting temperature, high mechanical strength and high elasticity modulus are the hallmark properties of silicon carbide. The oxidation resistance of silicon carbide is also high due to the formation of the silica layer. Ti3SiC2SiC composite can be synthesized in a mixture of Si and TiC with a suitable stoichiometric ratio by hot pressing method. In this research, the main objective of the study is to investigate the mechanical properties of insitu fabricated Ti3SiC2SiC composite compare it with exsitu composite. Therefore, Ti3SiC2SiC composites were prepared via insitu and exsitu routs by hot pressing at a temperature range of 1400 1600 °C under pressure of 3040 MPa for 30 60 min, and its physical and mechanical properties included density, hardness, flexural strength and fracture toughness were evaluated and compared. Xray diffraction patterns (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were used for phase and microstructural analysis, respectively.