بررسی رفتار اکسیداسیون فاز مکس Ti۲AlC در دمای بالا

فازهای مکس (MAX phases) دسته ای از ترکیبات سه تایی لایه ای با خواصی مشترک از فلزات و سرامیک ها هستند که به اخیرا توجه محققین را به خود جلب کرده است. یکی از مهم ترین فازهای مکس Ti۲AlCمی باشد که به عنوان کاندیدایی برای کاربرد دمای بالا مطرح است. بنابراین مطالعه اکسیداسیون آن در دمای بالا حائز اهمیت است. اکسیداسیون نمونه های Ti۲AlC تهیه شده به روش تف جوشی پلاسمای جرقه ای (SPS) در دماهای ℃۱۱۰۰، ۱۲۰۰ و ۱۳۰۰ طی زمان های ۶۰، ۱۲۰ و ۱۸۰ دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج وزن سنجی، XRD و SEM و همچنین با توجه به فازهای پایدار و مقاوم Al۲O۳ و TiO۲ ایجاد شده، دماهای بین ۱۱۰۰ تا ۱۲۰۰ ℃ به مدت زمان ۶۰ الی ۱۲۰ دقیقه شرایط بهینه برای این فاز می باشند. همچنین طبق نتایج آزمون های حرارتی مقاومت اکسیداسیون این فاز در دماهای بالاتر از ۱۲۰۰ ℃ و مدت زمان طولانی در دمای بالا دور از انتظار است. دلیل این مقاومت کم در دماهای بالا را می توان افزایش فازهای ناپایدار توصیف کرد. به طور کلی باتوجه به تغییرات فازها با افزایش دما می توان نتیجه گرفت پایداری فازی در دماهای بالا وجود ندارد و عناصر مدام درحال جابجایی هستند. در مقایسه مرحله اول و دوم می توان اذعان کرد به دلیل کاهش تیتانیوم و آلومینیوم به دلیل کنده شدن لایه اکسیدی اولیه احتمال تشکیل فازهای ناپایدارتر بالاتر می رود. درواقع تا وقتی لایه اولیه کنده نشود مقاومت اکسیداسیون در دماهای بالا زیاد است اما با کنده شدن لایه اولیه مقاومت اکسیداسیون کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

فاز مکس ، Ti۲AlC ، مقاومت اکسیداسیون ، لایه اکسیدی.