1. چارچوب کریستالی و ماهیت پیوند Ti 2 AlC
1.1 اعضای خانواده فاز محدود و سری شمع بندی اتمی
(پودر فاز Ti2AlC MAX)
Ti 2 AlC متعلق به خانواده مرحله محدود است, دسته ای از کاربیدها و نیتریدهای سه تایی نانولامینه با فرمول کلی Mₙ ₊1 AXₙ, که در آن M یک فلز شیفت اولیه است, A یک عنصر گروه A است, و X کربن یا نیتروژن است.
در Ti 2 AlC, تیتانیوم (از) به عنوان جزء M عمل می کند, آلومینیوم (ال) به عنوان جزء A, و کربن (سی) به عنوان جزء X, در حال توسعه a 211 چارچوب (n=1) با لایه های متناوب از اتم های Ti ₆ C و اتم های Al که در امتداد محور c در یک شبکه شش ضلعی انباشته شده اند..
این معماری لایهای بینظیر، پیوندهای کووالانسی جامد را در Ti میآمیزد– لایه های C با پیوندهای فلزی ضعیف در بین هواپیماهای Ti و Al, در نتیجه یک ماده هیبریدی ایجاد می شود که هم ویژگی های سرامیکی و هم فلزی را نشان می دهد.
Ti بادوام– شبکه کووالانسی C استحکام بالایی را فراهم می کند, پایداری حرارتی, و مقاومت در برابر اکسیداسیون, در حالی که فلز Ti– پیوند Al باعث هدایت الکتریکی می شود, تحمل شوک حرارتی, و مقاومت در برابر آسیب در سرامیک های استاندارد غیر معمول است.
این دوگانگی از ماهیت ناهمسانگرد پیوندهای شیمیایی ناشی می شود, که امکان سیستم های اتلاف انرژی مانند تشکیل باند پیچ خوردگی را فراهم می کند, لایه لایه شدن, و هواپیماهای اساسی که تحت استرس تقسیم می شوند, به جای شکستگی ویرانگر.
1.2 چارچوب دیجیتال و خواص ناهمسانگرد
تنظیم دیجیتال Ti two AlC دارای اوربیتال های همپوشانی از تیتانیوم و اوربیتال های p از کربن و آلومینیوم سبک وزن است., منجر به ضخامت زیاد حالت ها در درجه فرمی و هدایت الکتریکی و حرارتی ذاتی در طول هواپیماهای اصلی می شود..
این رسانایی فلزی– غیر معمول در محصولات سرامیکی– اجازه کاربرد در الکترودهای با دمای بالا را می دهد, کلکسیونرهای موجود, و حفاظت الکترومغناطیسی.
ناهمسانگردی خانگی تلفظ می شود: انبساط حرارتی, مدول انعطاف پذیر, و مقاومت الکتریکی در بین محور a به طور چشمگیری متفاوت است (داخل هواپیما) و محور c (خارج از هواپیما) جهت ها در نتیجه پیوند شکافته.
به عنوان مثال, رشد حرارتی در امتداد محور c کمتر از امتداد محور a است, کمک به افزایش مقاومت در برابر شوک حرارتی.
علاوه بر این, این ماده سختی ویکرز را کاهش می دهد (~ 4– 6 معدل) در تضاد با چینی های استاندارد مانند آلومینا یا کاربید سیلیکون, با این حال مدول جوانی بالایی را حفظ می کند (~ 320 GPa), آینه ترکیبی متمایز از کیفیت نرم و سفتی.
این تعادل باعث می شود که پودر Ti two AlC به ویژه برای سرامیک های قابل ماشین کاری و کامپوزیت های خود روان شونده مناسب باشد..
( پودر فاز Ti2AlC MAX)
2. سنتز و مدیریت پودر Ti Two AlC
2.1 تکنیک های تولید پودر در حالت جامد و پیشرفته
پودر Ti 2 AlC تا حد زیادی از طریق واکنش های حالت جامد بین پیش سازهای عنصری یا ترکیبی سنتز می شود., مانند تیتانیوم, آلومینیوم, و کربن, تحت مشکلات دمای بالا (1200– 1500 درجه سانتیگراد )در اتمسفرهای بی اثر یا جاروبرقی.
واکنش: 2از + ال + C → Ti 2 AlC, باید با دقت بسیار کنترل شود تا از تشکیل فازهای تکمیلی مانند TiC جلوگیری شود, تی سه آل, یا TiAl, که عملکرد عملی را از بین می برند.
آلیاژ مکانیکی که توسط گرما درمانی به آن پایبند است، استفاده گسترده دیگری از تکنیک است, که در آن پودرهای عنصری برای رسیدن به اختلاط در سطح اتمی قبل از بازپخت برای ایجاد فاز MAX با توپ آسیاب می شوند..
این رویکرد کنترل اندازه بیت خوب و همگنی را امکان پذیر می کند, برای روش های ترکیبی نوآورانه حیاتی است.
تکنیک های فوق العاده پیچیده, مانند ماشه تف جوشی پلاسما (SPS), رسوب بخار شیمیایی (CVD), و سنتز نمک مذاب, ارائه مسیرهایی به فاز خالص, نانوساختار, یا پودر Ti دو AlC جهت دار با مورفولوژی های سفارشی.
سنتز نمک مذاب, به ویژه, با عمل به عنوان یک محیط تغییر که سینتیک انتشار را افزایش می دهد، دمای واکنش کاهش یافته و انتشار بیت بسیار بهتر را ممکن می سازد..
2.2 مورفولوژی پودر, خلوص, و مراقبت از عواملی که باید در نظر گرفته شوند
مورفولوژی پودر Ti دو AlC– از تکه های زاویه ای ناهموار گرفته تا گرانول های پلاکت مانند یا گرد– بستگی به مسیر سنتز و اقدامات پس از پردازش مانند آسیاب یا دسته بندی دارد.
ذرات پلاکتی شکل چارچوب کریستالی لایه ای ذاتی را منعکس می کنند و برای تقویت کامپوزیت ها یا تولید مواد حجیم بافتی مفید هستند..
خلوص فاز بالا حیاتی است; حتی مقادیر کمی از آلودگی TiC یا Al 2 O 6 می تواند به طور قابل توجهی تغییر مکانیکی دهد, برقی, و عادت های اکسیداسیون.
پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی (بدون/داشتن) به طور منظم برای ارزیابی فاز آرایش و ریزساختار استفاده می شود.
به دلیل واکنشپذیری سبک آلومینیوم با اکسیژن, پودر Ti 2 AlC در برابر اکسیداسیون سطح آسیب پذیر است, ایجاد یک لایه باریک Al 2 O که می تواند محصول را غیرفعال کند اما ممکن است از تف جوشی یا پیوند سطحی در کامپوزیت ها جلوگیری کند..
بنابراین, فضای ذخیره سازی تحت محیط بی اثر و پردازش در محیط های تنظیم شده برای حفظ یکپارچگی پودر مهم است.
3. رفتار مفید و مکانیسم های عملکرد
3.1 دوام مکانیکی و مقاومت در برابر آسیب
یکی از شگفتانگیزترین ویژگیهای Ti 2 AlC توانایی آن در مقاومت در برابر آسیبهای مکانیکی بدون شکستگی فاجعهبار است., یک ملک مسکونی به نام “مقاومت آسیب می رساند” یا “ماشین کاری” در سرامیک.
زیر تن, این ماده برای اضطراب از طریق دستگاه هایی مانند میکروکراک مناسب است, لایه بندی اولیه هواپیما, و حد حرکت دانه, که انرژی را از بین می برد و از انتشار شکستگی جلوگیری می کند.
این عادت با سرامیک های سنتی بسیار در تضاد است, که معمولاً با رسیدن به حد الاستیک خود ناگهان کوتاه می آیند.
اجزای Ti 2 AlC را می توان با استفاده از ابزارهای سنتی بدون پیش پخت ماشینکاری کرد, ظرفیت غیر معمول در میان سرامیک های با دمای بالا, به حداقل رساندن قیمت های تولید و ایجاد امکان برای هندسه های پیچیده.
علاوه بر این, در نتیجه رشد حرارتی کم و رسانایی حرارتی بالا، مقاومت شوک حرارتی عالی را نشان می دهد, آن را برای قطعاتی که در معرض تنظیم سریع سطح دما قرار دارند مناسب می کند.
3.2 مقاومت در برابر اکسیداسیون و امنیت در دمای بالا
در دماهای بالا (به اندازه 1400 درجه سانتیگراد در هوا), Ti 2 AlC یک آلومینا محافظ ایجاد می کند (دو یا سه) مقیاس در سطح آن, که به عنوان یک مانع انتشار در مقابل دسترسی به اکسیژن عمل می کند, به طور قابل توجهی کاهش اکسیداسیون اضافی.
این رفتار خود منفعل مشابه آنچه در آلیاژهای تشکیل دهنده آلومینا دیده می شود و برای امنیت طولانی مدت در کاربردهای هوافضا و انرژی مهم است..
با این حال, بالا 1400 درجه سانتیگراد, تشکیل TiO2 غیر محافظ و اکسیداسیون داخلی آلومینیوم می تواند باعث تسریع تخریب شود., محدود کردن استفاده از دمای فوق العاده بالا.
در تنظیمات کاهشی یا بی اثر, Ti two AlC تقریباً پایداری ساختاری را حفظ می کند 2000 درجه سانتیگراد, نشان دادن ویژگی های نسوز خارق العاده.
مقاومت آن در برابر تابش نوترون و کاهش عدد اتمی نیز آن را به محصولی کاندید برای اجزای راکتور همجوشی هسته ای تبدیل کرده است..
4. کاربردها و جذب فنی آینده
4.1 قطعات ساختاری و دمای بالا
پودر Ti 2 AlC برای تولید سرامیک های انبوه و پرداخت ها برای اتمسفرهای شدید استفاده می شود, متشکل از پره های توربین, مشعل, و قطعات بخاری که در آن مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر شوک حرارتی حیاتی است.
پرس گرم یا تحریک پلاسمای متخلخل Ti two AlC استحکام خمشی و مقاومت در برابر خزش را نشان می دهد., تطبیق سرامیک های یکپارچه متعدد در سناریوهای بارگذاری حرارتی چرخه ای.
به عنوان یک ماده پوشش, زیر لایه های فلزی را از اکسیداسیون و سایش در هوافضا و سیستم های تولید برق ایمن می کند.
ماشینکاری آن امکان تعمیر در حین کار و تکمیل دقیق را فراهم می کند, مزیت قابل توجهی نسبت به سرامیک های شکننده که نیاز به آسیاب یاقوت دارند.
4.2 سیستم های محصول کاربردی و چند منظوره
فراتر از وظایف معماری, Ti 2 AlC در کاربردهای مفید با اعمال نفوذ الکتریکی و چارچوب لایه ای آن مورد بررسی قرار می گیرد.
به عنوان پیش ساز برای تولید MXenes دو بعدی عمل می کند (به عنوان مثال, سه C₂ Tₓ) از طریق اچ کردن مشخص لایه Al, فعال کردن برنامه های کاربردی در ذخیره سازی انرژی, حسگرها, و ایمن سازی اختلالات الکترومغناطیسی.
در محصولات کامپوزیت, پودر Ti 2 AlC دوام و هدایت حرارتی کامپوزیت های زمینه سرامیکی را بهبود می بخشد. (CMC ها) و کامپوزیت های زمینه فولادی (MMC ها).
ماهیت روان آن در زیر گرما– در نتیجه برش ساده هواپیما– آن را برای یاتاقان ها و قطعات متحرک خود روان شونده در سیستم های هوافضا مناسب می کند.
تحقیقات در حال ظهور بر روی چاپ سه بعدی جوهرهای مبتنی بر Ti 2 AlC برای تولید خالص اجزای سرامیکی پیچیده متمرکز شده است., فشار دادن مرزهای تولید افزودنی در مواد نسوز.
به طور خلاصه, پودر فاز Ti 2 AlC MAX نشان دهنده یک تغییر پارادایم در علم محصولات سرامیکی است, اتصال شکاف بین فولاد و چینی از طریق ساختار اتمی تقسیم شده و پیوند هیبریدی.
ترکیب متمایز آن از ماشین کاری, امنیت حرارتی, مقاومت در برابر اکسیداسیون, و هدایت الکتریکی به اجزای نسل بعدی برای هوافضا اجازه می دهد, قدرت, و تولید پیشرفته.
همانطور که فن آوری های سنتز و جابجایی بالغ می شوند, Ti two AlC مطمئناً عملکرد بسیار مهمی در محصولات مهندسی ساخته شده برای محیط های شدید و چند منظوره ایفا خواهد کرد..
5. ارائه دهنده
RBOSCHCO یک تامین کننده قابل اعتماد جهانی مواد شیمیایی است & سازنده با بیش از 12 سالها تجربه در ارائه مواد شیمیایی و نانومواد با کیفیت فوق العاده بالا. این شرکت به بسیاری از کشورها صادرات دارد, مانند ایالات متحده آمریکا, کانادا, اروپا, امارات متحده عربی, آفریقای جنوبی, تانزانیا, کنیا, مصر, نیجریه, کامرون, اوگاندا, ترکیه, مکزیک, آذربایجان, بلژیک, قبرس, جمهوری چک, برزیل, شیلی, آرژانتین, دبی, ژاپن, کره, ویتنام, تایلند, مالزی, اندونزی, استرالیا,آلمان, فرانسه, ایتالیا, پرتغال و غیره. به عنوان یک تولید کننده پیشرو در توسعه فناوری نانو, RBOSCHCO بر بازار تسلط دارد. تیم کاری حرفه ای ما راه حل های عالی برای کمک به بهبود کارایی صنایع مختلف ارائه می دهد, ارزش ایجاد کند, و به راحتی با چالش های مختلف کنار می آیند. اگر به دنبال کاربید آلومینیوم, لطفا با ما تماس بگیرید و درخواست ارسال کنید.
برچسب ها: پودر فاز Ti2AlC MAX, پودر Ti2AlC, پودر کاربید آلومینیوم تیتانیوم
همه مقالات و تصاویر از اینترنت هستند. اگر هر گونه مشکل کپی رایت وجود دارد, لطفا به موقع برای حذف با ما تماس بگیرید.
از ما پرس و جو کنید