ВИКОРИСТАННЯ ВИСОКОЕНЕРГЕТИЧНОГО ПОМЕЛУ ДЛЯ ОТРИМАННЯ МАХ-ФАЗ Cr₂AlC ТА Ti₂AlC 

Анотація

Розроблено спосіб одержання МАХ-фаз Cr₂AlC та Ti₂AlC в однофазному стані з використанням механоактивації в планетарному млині з подальшою термообробкою механічно активованої суміші в температурному інтервалі  800–1150 °С. Питома поверхня порошку МАХ-фаз Cr₂AlC та Ti₂AlC досягає 3 м²/г. При помелі суміші порошків 2Cr–Al–C виявлено утворення фази інтерметаліду Al₈₆Cr₁₄. Крихка фаза Al₈₆Cr₁₄ сприяє кращому подрібненню всіх компонентів суміші в процесі помелу, в результаті чого утворюється рентгеноаморфна суміш. Поступове нагрівання такої суміші в інтервалі 800–1150 °С дозволило отримати однофазний карбід — МАХ-фазу Cr₂AlC. При помелі суміші порошків 2Ti–Al–C виявлено протікання реакції за механізмом механічно активованого самопоширюваного синтезу (МСС), в результаті якої утворилася суміш МАХ-фази Ti₂AlC та карбіду титану ТіС. Залежно від умов помелу спів­від­но­шення між кількістю МАХ-фази і кількістю карбіду титану змінюється. Зменшення інтенсивності помелу дозволило отримати суміш 70% (мас.) Ti₂AlC і 30% (мас.) ТіС. Реакція МСС не проходить при помелі суміші 2Cr + Al + C, тому що для цієї системи не виконується правило, згідно з яким, DH/C_p — відношення ентальпії утворення до питомої теплоємності — має бути більше 2000 К. Значна пластична деформація порошку титану під час його помелу в присутності вуглецю, а також термодинамічно вигідний процес утворення як карбіду титану, так і Ti₂AlC (DH/C_p більше 2000 К) спричинюють реакцію МСС. Практично однофазний порошок — 95% (мас.) МАХ-фази Ti₂AlC з незначними домішками TiC та інтерметаліду AlTi — отримано при термообробці механічно активованої суміші титану, гідриду титану, алюмінію та терморозширеного графіту. Гідрид титану в такій суміші перешкоджає проходженню МСС-реакції Ti + C = TiC. Зменшуючи швидкість МСС-реакції, гідрид гальмує процес формування карбіду титану, тим самим сприяє утворенню більшої кількості МАХ-фази Ti₂AlC.