بررسی اثر افزودنی های کربن، سیلسیوم و آلومینیوم بر حذف ناخالصی های پودر مکس فاز ti3sic2

ترکیب سه تایی ti3sic2 یک نمونه از موادی است که به دلیل ترکیب منحصربفرد و عالی از خواص مکانیکی و فیزیکی مانند رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا، سختی نسبتاً پایین، مقاوم در برابر شوک حرارتی، مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون، نقطه ذوب بالا، قابلیت ماشین کاری راحت، پایداری بالا در دماهای بالا، چگالی نسبتا پایین و مدول الاستیک بالا مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر افزودنی های کربن، سیلسیوم و آلومینیوم جهت حذف فازهای ناخالص موجود در پودر مکس فاز ti3sic2 انجام شد. بدین منظور نمونه ها در فشار mpa 35 در دمای °c 1500 درجه سانتی گراد به مدت 30 دقیقه پرس گرم شدند و خواص مکانیکی و فیزیکی نمونه های تف جوشی شده، شامل استحکام خمشی سه نقطه ای، چقرمگی شکست و چگالی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین مشخصه یابی فازهای تشکیل شده با استفاده از آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) و بررسی ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)انجام شد. نتایج به دست آمده از مطالعات فازی و ریزساختاری نمونه های ti3sic2 شامل درصدهای مختلف افزودنی، نشان می دهد که نمونه مکس فاز خالص (ti3sic2) تحت پرس گرم در شرایط ذکر شده، دارای کمترین فاز ناخالصی بوده است. علاوه بر این، چگالی نسبی نمونه مکس فاز خالص (ti3sic2) با مقدار حدود 97 درصد، بیشترین مقدار می باشد. از طرف دیگر، استحکام خمشی سه نقطه ای (حدود mpa326) و چقرمگی شکست (حدود mpa.m1/2 8) نمونه مکس فاز خالص (ti3sic2)از سایر نمونه ها بیشتر است.

Investigation of the effect of carbon, silicon and aluminum additives on the removal of impurities of Ti3SiC2 MAX phase powder

Ternary phase Ti3SiC2 is an example of a material that due to its unique and excellent combination of mechanical and physical properties such as high electrical and thermal conductivity, relatively low hardness, thermal shock resistant, excellent oxidation resistance, high melting point, readily machinable, high stability at high temperatures, relatively low density and high elastic modulus have been considered. The aim of this study was to investigate the effect of carbon, silicon and aluminum additives to remove impurity phases in Ti3SiC2 Max phase. For this purpose, the samples were hot-pressed under 35 MPa at 1500 °C for 30 minutes and the mechanical and physical properties of the sintered samples, including three-point flexural strength, fracture toughness and density were evaluated. Also, the characterizasion of formed phases was performed using X-ray diffraction analysis (XRD) and microstructural analysis was performed using scanning electron microscopy (SEM). The results obtained from phase and microstructural studies of Ti3SiC2 samples including different percentages of additive, show that monolithic MAX Phase (Ti3SiC2) under hot pressing in the mentioned conditions, had the lowest impurity phase. In addition, the relative density of the monolithic MAX Phase (Ti3SiC2) with a value of about 97% is the highest. On the other hand, the three-point flexural strength (about 326 MPa) and the fracture toughness (about 8 MPa.m1/2) Of the monolithic MAX Phase (Ti3SiC2) are higher than other samples.