Фазообразование при синтезе Ti2AlN плазменно-искровым спеканием в системе Ti/AlN


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-12-49-53

Полный текст:


Аннотация

Представлены результаты исследований синтеза материала на основе Ti2AlN методом механоактивации (МА) смеси порошков состава Ti‒AlN в планетарной мельнице с последующим плазменно-искровым спеканием (SPS) в вакууме. Показано, что при МА постепенно снижается соотношение фаз AlN/Ti. Приведены данные о фазовом составе, плотности и твердости образцов после SPS. Максимальное содержание фазы Ti2AlN 90 мас. % достигается при температуре SPS 1300 оС. Минимальную пористость 1,9 % имеют образцы при температурах SPS 1200‒1300 oC, при этом твердость HV0,5 близка к 7 ГПа.


Об авторах

В. Г. Гилёв
ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Россия

Кандидат технических наук

г. Пермь



М. Н. Каченюк
ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Россия

Кандидат технических наук

г. Пермь



Список литературы

1. Ковалев Д. Ю. Реакционный синтез МАХ-фазы Ti2AlN / Д. Ю. Ковалев, М. А. Лугинина, А. Е. Сычев// Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. ― 2016. ― № 2. ― С. 41‒46.

2. Radovic, M. MAX phases: bridging the gap between metals and ceramics / M. Radovic, M. W. Barsoum // Am. Ceram. Soc. Bull. ― 2013. ― Vol. 92, № 3. ― P. 20‒27.

3. Barsoum, M. W. Elastic and mechanical properties of the MAX phases / M. W. Barsoum, M. Radovic // Annual Review of Materials Research. ― 2011. ― Vol. 41. ― P. 195‒227.

4. Yan, M. Synthesis of high-purity bulk Ti2AlN by spark plasma sintering (SPS) / M. Yan, B. Mei, J. Zhu, C. Tian, P. Wang // Ceram. Int. ― 2008. ― Vol. 34, № 6. ― P. 1439‒1442.

5. Xiao, J. Investigations on radiation tolerance of Mn+1AXn phases: study of Ti3SiC2, Ti3AlC2, Cr2AlC, Cr2GeC, Ti2AlC and Ti2AlN / J. Xiao, T. Yang, C. Wang, J. Xue, Y. Wang // J. Am. Ceram. Soc. ― 2015. ― Vol. 98, № 4. ― P. 1323‒1331.

6. Chen, K. Cytocompatibility of Ti3AlC2, Ti3SiC2, and Ti2AlN: In Vitro Tests and First-Principles Calculations / K. Chen, N. Qiu, Q. Deng[et al.] // ACS Biomaterials Science and Engineering. ― 2017. ― Vol. 3, № 10. ― P. 2293‒2301. DOI: 10.1021/acsbiomaterials.7b00432.

7. Cui, B. Microstructural evolution during hightemperature oxidation of spark plasma sintered Ti2AlN ceramics / B. Cui, R. Sa, D. D. Jayaseelan[et al.] // Acta Materialia. ― 2012. ― Vol. 60, № 3. ― P. 1079‒1092.

8. Barsoum, M. W. Layered machinable ceramics for high temperature applications / M. W. Barsoum, D. Brodkin, T. ElRaghy // Scripta Mater. ― 1997. ― Vol. 36, № 5. ― P. 535‒541.

9. Liu, Y. Reactive consolidation of layered-ternary Ti2AlN ceramics by spark plasma sintering of a Ti/AlN powder mixture / Y. Liu, Z. Shi, J. Wang[et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2011. ― Vol. 31, № 5. ― P. 863‒868.

10. Kovalev, D. Y. Reaction Synthesis of the Ti2AlN MAXPhase / D. Y. Kovalev, M. A. Luginina, A. E. Sytschev // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. ― 2017. ― Vol. 58, № 3. ― P. 303‒307.

11. Luginina, M. A. Preparation of Ti2AlN by reactive sintering / M. A. Luginina, D. Y. Kovalev, A. E. Sytschev// Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. ― 2016. ― Vol. 25, № 1. ― P. 35‒38.

12. Guitton, A. Dislocation analysis of Ti2AlN deformed at room temperature under confining pressure / A. Guitton, A. Joulain, L. Thilly, C. Tromas// Philosophical Magazine. ― 2012. ― Vol. 92, № 36. ― P. 4536‒4546.

13. Lin, Z. J. Synthesis and microstructure of layeredternary Ti2AlN ceramic / Z. J. Lin, M. J. Zhuo, M. S. Li [et al.] // Scripta Mater. ― 2007. ― Vol. 56, № 12. ― P. 1115‒1118.

14. Liu, W. Fabrication of Ti2AlN ceramics with orientation growth behavior by the microwave sintering method / W. Liu, C. Qiu, J. Zhou[et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2015. ― Vol. 35, № 5. ― P. 1385‒1391.

15. Liu, Y. Highly textured Ti2AlN ceramic prepared via thermal explosion followed by edge-free spark plasma sintering / Y. Liu, Y. Li, F. Li [et al.] // Scripta Mater. ― 2017. ― Vol. 136. ― P. 55‒58.

16. Каченюк, М. Н. Влияние механоактивации на смеси для синтеза карбосилицида титана / М. Н. Каченюк, В. Г. Гилёв, А. А. Сметкин // Новые огнеупоры. ― 2018. ― № 5. ― С. 34‒38. [Kachenyuk M. N.Effect of mechanical activation on a mixture for synthesizing titanium silicon carbide / M. N. Kachenyuk, V. G. Gilev, A. A. Smetkin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2018. ― Vol. 59, № 3. ― Р. 257‒261.]

17. Shkodich, N. F. Effect of mechanical activation on ignition and combustion of Ti‒BN and Ti‒SiC‒C blends / N. F. Shkodich, A. S. Rogachev, S. G. Vadchenko[et al.] // Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. ― 2011. ― Vol. 20, № 3. ― P. 191‒199.

18. Henke, B. L. X-ray interactions: photoabsorption, scattering, transmission, and reflection at E= 50‒30000 eV, Z= 1‒92 / B. L. Henke, E. M. Gullikson, J. C. Davis // At. Data Nucl. Data Tables. ― 1993. ― Vol. 54, № 2. ― Р. 181‒342.

19. http://henke.lbl.gov/optical_constants/atten2.html.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Гилёв В.Г., Каченюк М.Н. Фазообразование при синтезе Ti2AlN плазменно-искровым спеканием в системе Ti/AlN. Новые огнеупоры. 2018;(12):49-53. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-12-49-53

For citation: Gilev V.G., Kachenyuk M.N. Phase formation at the Ti2AlN under the spark-plasma sintering in the Ti/AlN system. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2018;(12):49-53. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-12-49-53

Просмотров: 110

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)