Аннотация 4
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Строение кристаллической решетки и свойства фазы ThSiCa 7
1.2 Самораспрастраняюшийся высокотемпературный синтез Ti - Si - С 11
1.3 Титанокремнистый карбид TfaSiCa 12
1.4 Способы получения карбосилицида титана 13
1.4.1 Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в системе 13
1.4.2 Реакционное спекание системы Ti-Si-TiC . 16
1.4.3 Реакционное спекание системы TiH-TiC-Si и TiH-Si-C 17
1.5 Прочностные свойства титанокремнистого карбида...... 18
1.6 Строение и свойства МАХ-фаз 23
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 25
2.1 Постановка задачи..., 25
2.2 Материалы и методы исследования 27
2.3 СВС реакция........ ...... ....... .....28
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ .... ......30
3.1 Измерение максимальной температуры TbSiCi и Ti4SiC3 .....30
3.2 Рентгеноструктурное исследование синтеза продуктов TisSiCi и TuSiCs ...32
3.3 Количественный фазовый анализ образцов в системе Ti - Si - С с добавлением
конечного продукта 33
3.4 Микроструктурное исследование образцов в системе Ti - Si - С............. 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ... 42
ЛИТЕРАТУРА.
Современный уровень развития техники предъявляет сложные требования к материалам. В настоящее время актуальна проблема получения тугоплавких высокопрочных материалов, износостойких при повышенных температурах, имеющих достаточно высокую пластичность при комнатной температуре и способных работать в экстремальных условиях эксплуатации. Одним из таких материалов является карбосилицид титана, обладающий рядом привлекательных физико-механических свойств.
Интерес к Ti3SiC2 объясняется уникальным сочетанием в нем свойств металла и керамики: термической устойчивости, высокой прочности, микропластичности, высокой трещиностойкости, стойкости к термоудару, хорошей проводимости, химической стойкости к агрессивным средам и к окислению при высоких температурах, хорошей обрабатываемости, а также TisSiC2 применяется в высокотемпературных нагревательных элементах. Карбосилицид титана является одним из востребованных и перспективных соединений для создания изделий, где требуется сочетание технологичности при комнатной температуре с высокими значениями кратковременной и длительной жаропрочности и жаростойкости.
Существуют различные методы получения титанокремнистого карбида: реакционное спекание, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, метод механосинтеза, метод легирования, метод химического осаждения из газовой фазы.
Наиболее перспективным способом получения карбосилицида титана является открытый А. Г. Мержановым с сотрудниками метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. В основе метода лежит реакция экзотермического взаимодействия двух или нескольких химических элементов, соединений, протекающая в режиме направленного горения. Процесс осуществляется в тонком слое смеси исходных реагентов после локального инициирования реакции и распространяется по всей системе благодаря теплопередаче от горячих продуктов к исходным. Метод позволяет легко управлять фазовым и химическим составом продуктов синтеза и сочетает высокую температуру во фронте волны горения, необходимую для синтеза тугоплавких карбидов, с низкими энергетическими затратами на проведение синтеза.
В настоящей работе изучается СВС-метод получения материала на основе карбосилицида титана из различных титаносодержащих компонентов. Основной задачей работы являлось получение материала с максимальным содержанием TisSiCa. И изучение его фазового состава и структуры.
4. Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза порошковых смесей системы Ti3SiC2 при различных параметрах зашихтовки получены композиционные материалы на основе Ti3SiC2 и TiC.
5. Показано, что разбавление исходной порошковой смеси конечным продуктом приводит к снижению количества карбида титана в синтезируемом продукте. Наименьшее количество карбида титана (8.7% масс.) наблюдается при разбавлений исходной смеси 25% масс, конечного продукта
6. Показано, что смесь состава 4Ti-Si-3C является более экзотермичной( Trop=2400 С) по сравнению со смесью 3Ti-Si-2C (Trop=2200 С). Более высокая температура горения приводит к увелечению размеров структурных составляющих.
