1. Kerangka Kristal dan Sifat Ikatan Ti ₂ AlC
1.1 Batasi Fase Anggota Keluarga dan Seri Penumpukan Atom
(Bubuk Fase Ti2AlC MAX)
Ti ₂ AlC termasuk dalam keluarga tahap batas, kelas karbida terner dan nitrida ternalaminasi dengan rumus umum Mₙ ₊₁ AXₙ, dimana M adalah logam pergeseran sangat awal, A adalah elemen grup A, dan X adalah karbon atau nitrogen.
Dalam Ti₂ AlC, titanium (Dari) berfungsi sebagai komponen M, aluminium (Al) sebagai komponen A, dan karbon (C) sebagai komponen X, mengembangkan a 211 kerangka (n=1) dengan lapisan bergantian atom Ti ₆ C oktahedra dan Al yang ditumpuk di sepanjang sumbu c dalam kisi heksagonal.
Arsitektur berlapis unik ini menggabungkan ikatan kovalen padat di dalam Ti– Lapisan C dengan ikatan logam lemah di antara pesawat Ti dan Al, menghasilkan bahan hibrida yang menunjukkan fitur keramik dan logam.
Ti yang tahan lama– Jaringan kovalen C memberikan kekakuan yang tinggi, stabilitas termal, dan ketahanan terhadap oksidasi, sedangkan logam Ti– Ikatan Al memungkinkan konduktivitas listrik, toleransi kejutan termal, dan ketahanan terhadap kerusakan yang jarang terjadi pada keramik standar.
Dualitas ini muncul dari sifat anisotropik ikatan kimia, yang memungkinkan sistem disipasi energi seperti pembentukan pita kink, delaminasi, dan pesawat dasar terbelah di bawah tekanan, daripada patah tulang yang mudah pecah.
1.2 Kerangka Digital dan Properti Anisotropik
Pengaturan digital Ti dua AlC menampilkan orbital d yang tumpang tindih dari titanium dan orbital p dari karbon dan aluminium ringan, mengarah ke keadaan dengan ketebalan yang tinggi pada derajat Fermi dan konduktivitas listrik dan termal bawaan di sepanjang pesawat dasar.
Konduktivitas logam ini– tidak biasa pada produk keramik– memungkinkan aplikasi pada elektroda suhu tinggi, kolektor yang ada, dan pelindung elektromagnetik.
Anisotropi rumah diucapkan: ekspansi termal, modulus fleksibel, dan resistivitas listrik bervariasi secara dramatis di antara sumbu a (di dalam pesawat) dan sumbu c (di luar pesawat) arah akibat ikatan terbelah.
Misalnya, pertumbuhan termal sepanjang sumbu c lebih kecil dibandingkan sepanjang sumbu a, berkontribusi terhadap peningkatan ketahanan terhadap guncangan termal.
Lebih-lebih lagi, bahan tersebut menunjukkan kekerasan Vickers yang berkurang (~ 4– 6 Nilai rata-rata) berbeda dengan porselen standar seperti alumina atau silikon karbida, namun tetap mempertahankan modulus Youth yang tinggi (~ 320 IPK), mencerminkan kombinasi berbeda antara kualitas lembut dan kekencangan.
Keseimbangan ini membuat bubuk Ti dua AlC sangat cocok untuk keramik yang dapat dikerjakan dengan mesin dan komposit yang dapat dilumasi sendiri.
( Bubuk Fase Ti2AlC MAX)
2. Sintesis dan Penanganan Serbuk Ti Dua AlC
2.1 Teknik Pembuatan Serbuk Solid-State dan Tingkat Lanjut
Serbuk Ti ₂ AlC sebagian besar disintesis melalui respons keadaan padat antara prekursor unsur atau senyawa, seperti titanium, aluminium, dan karbon, dalam masalah suhu tinggi (1200– 1500 °C )dalam atmosfer inert atau penyedot debu.
Reaksinya: 2Dari + Al + C → Ti ₂ AlC, harus dikontrol dengan sangat hati-hati untuk menghindari pembentukan fase penyelesaian seperti TiC, Ti Tiga Al, atau TiAl, yang memecah kinerja praktis.
Paduan mekanis yang diikuti dengan terapi panas merupakan teknik tambahan yang banyak digunakan, di mana bubuk unsur digiling dengan bola untuk mencapai pencampuran tingkat atom sebelum anil untuk menciptakan fase MAX.
Pendekatan ini memungkinkan kontrol ukuran bit yang halus dan homogenitas, penting untuk metode kombinasi yang inovatif.
Teknik ekstra canggih, seperti memicu sintering plasma (SPs), pengendapan uap kimia (CVD), dan sintesis garam cair, menawarkan rute ke fase-murni, berstrukturnano, atau mengorientasikan Ti dua bubuk AlC dengan morfologi yang disesuaikan.
Sintesis garam cair, khususnya, memungkinkan pengurangan suhu reaksi dan difusi bit yang jauh lebih baik dengan bertindak sebagai media perubahan yang meningkatkan kinetika difusi.
2.2 Morfologi Serbuk, Kemurnian, dan Merawat Faktor-Faktor yang perlu dipertimbangkan
Morfologi serbuk Ti dua AlC– mulai dari potongan bersudut tidak rata hingga butiran seperti trombosit atau bulat– tergantung pada rute sintesis dan tindakan pasca-pemrosesan seperti penggilingan atau kategori.
Partikel berbentuk trombosit mencerminkan kerangka kristal berlapis intrinsik dan bermanfaat untuk memperkuat komposit atau mengembangkan material curah bertekstur.
Kemurnian fase tinggi sangat penting; bahkan kontaminasi TiC atau Al dua O enam dalam jumlah kecil dapat mengubah mekanis secara signifikan, listrik, dan kebiasaan oksidasi.
Difraksi sinar-X (XRD) dan mikroskop elektron (TANPA / PUNYA) secara teratur digunakan untuk mengevaluasi susunan fase dan struktur mikro.
Karena reaktivitas aluminium yang ringan dengan oksigen, Serbuk Ti₂ AlC rentan terhadap oksidasi luas permukaan, menciptakan dua lapisan tipis Al ₂ O yang dapat mempasifkan produk tetapi dapat menghambat sintering atau ikatan antar muka pada komposit.
Karena itu, ruang penyimpanan dalam suasana lembam dan pemrosesan di lingkungan yang diatur penting untuk menjaga integritas bubuk.
3. Perilaku Berguna dan Mekanisme Kinerja
3.1 Daya Tahan Mekanis dan Ketahanan Terhadap Kerusakan
Salah satu fitur yang paling menakjubkan dari Ti ₂ AlC adalah kemampuannya untuk bertahan terhadap kerusakan mekanis tanpa menyebabkan patah yang parah., properti tempat tinggal yang disebut sebagai “merusak resistensi” atau “kemampuan mesin” dalam keramik.
Di bawah ton, materi tersebut sesuai dengan kecemasan melalui perangkat seperti microcracking, delaminasi pesawat dasar, dan batas butir bergerak, yang menghilangkan energi dan mencegah penyebaran fraktur.
Kebiasaan ini sangat kontras dengan keramik tradisional, yang umumnya gagal secara tiba-tiba setelah mencapai batas elastisnya.
Komponen Ti ₂ AlC dapat dikerjakan menggunakan alat tradisional tanpa pra-sintering, kapasitas yang tidak biasa di antara keramik suhu tinggi, meminimalkan harga produksi dan memungkinkan geometri yang rumit.
Selain itu, ia menunjukkan ketahanan guncangan termal yang sangat baik sebagai akibat dari pertumbuhan termal yang rendah dan konduktivitas termal yang tinggi, sehingga cocok untuk komponen yang mengalami penyesuaian tingkat suhu yang cepat.
3.2 Ketahanan Oksidasi dan Keamanan Suhu Tinggi
Pada suhu tinggi (sebanyak 1400 ° C di udara), Ti ₂ AlC mengembangkan alumina pelindung (Al dua HAI TIGA) skala pada luas permukaannya, yang bertindak sebagai penghalang difusi versus akses oksigen, secara signifikan memperlambat oksidasi tambahan.
Perilaku pasif diri ini mirip dengan yang terlihat pada paduan pembentuk alumina dan penting untuk keamanan jangka panjang dalam aplikasi ruang angkasa dan energi..
Namun, di atas 1400 °C, pembentukan TiO2 non-pelindung dan oksidasi bagian dalam aluminium dapat mempercepat kerusakan, membatasi penggunaan suhu ultra-tinggi.
Dalam pengaturan menurun atau inert, Ti dua AlC kira-kira menjaga stabilitas struktural 2000 °C, menunjukkan atribut refraktori yang fenomenal.
Ketahanannya terhadap iradiasi neutron dan penurunan nomor atom juga menjadikannya calon produk komponen reaktor fusi nuklir.
4. Aplikasi dan Asimilasi Teknis di Masa Depan
4.1 Bagian Suhu dan Struktural Tinggi
Bubuk Ti ₂ AlC digunakan untuk memproduksi keramik massal dan finishing untuk atmosfer ekstrem, terdiri dari bilah turbin, pembakar, dan bagian pemanas di mana ketahanan oksidasi dan ketahanan guncangan termal sangat penting.
Ti dua AlC plasma yang disinter dengan pengepresan panas atau stimulasi menampilkan kekuatan lentur dan ketahanan mulur yang tinggi, mengungguli banyak keramik monolitik dalam skenario pembebanan termal siklik.
Sebagai bahan pelapis, itu mengamankan substrat logam dari oksidasi dan keausan di ruang angkasa dan sistem pembangkit listrik.
Kemampuan mesinnya memungkinkan perbaikan dalam servis dan penyelesaian presisi, keuntungan yang cukup besar dibandingkan keramik rapuh yang memerlukan penggilingan batu rubi.
4.2 Sistem Produk Praktis dan Multifungsi
Di luar tugas arsitektur, Ti ₂ AlC sedang dieksplorasi dalam aplikasi berguna dengan memanfaatkan konduktivitas listrik dan kerangka berlapisnya.
Ini berfungsi sebagai pendahulu untuk pembuatan MXene dua dimensi (misalnya, Tiga C ₂ Tₓ) melalui etsa cerdas pada lapisan Al, memungkinkan aplikasi dalam penyimpanan energi, sensor, dan pengamanan gangguan elektromagnetik.
Dalam produk komposit, Serbuk Ti ₂ AlC meningkatkan daya tahan dan konduktivitas termal komposit matriks keramik (CMC) dan komposit matriks baja (MMC).
Sifatnya yang melumasi saat terkena panas– sebagai hasil geser pesawat dasar sederhana– membuatnya cocok untuk bantalan pelumasan mandiri dan komponen bergerak dalam sistem ruang angkasa.
Penelitian yang muncul berkonsentrasi pada pencetakan 3D tinta berbasis Ti ₂ AlC untuk produksi komponen keramik rumit berbentuk jaring, mendorong batas-batas produksi aditif dalam bahan tahan api.
Singkatnya, Serbuk fase Ti ₂ AlC MAX mewakili perubahan paradigma dalam ilmu produk keramik, menghubungkan kesenjangan antara baja dan porselen melalui arsitektur atom terpisah dan ikatan hibrida.
Kombinasi yang berbeda dari kemampuan mesin, keamanan termal, ketahanan terhadap oksidasi, dan konduktivitas listrik memungkinkan komponen generasi berikutnya untuk ruang angkasa, kekuatan, dan produksi lanjutan.
Seiring dengan semakin matangnya teknologi sintesis dan penanganan, Ti two AlC akan memainkan peran yang sangat penting dalam produk rekayasa yang dibuat untuk lingkungan ekstrem dan multifungsi.
5. Penyedia
RBOSCHCO adalah pemasok bahan kimia global yang terpercaya & pabrikan dengan lebih 12 pengalaman bertahun-tahun dalam menyediakan bahan kimia dan Nanomaterial berkualitas super tinggi. Perusahaan mengekspor ke banyak negara, seperti Amerika, Kanada, Eropa, UEA, Afrika Selatan, Tanzania, Kenya, Mesir, Nigeria, Kamerun, Uganda, Turki, Meksiko, Azerbaijan, Belgia, Siprus, Republik Ceko, Brazil, Chili, Argentina, Dubai, Jepang, Korea, Vietnam, Thailand, Malaysia, Indonesia, Australia,Jerman, Perancis, Italia, Portugal dll. Sebagai produsen pengembangan nanoteknologi terkemuka, RBOSCHCO mendominasi pasar. Tim kerja profesional kami memberikan solusi sempurna untuk membantu meningkatkan efisiensi berbagai industri, menciptakan nilai, dan dengan mudah mengatasi berbagai tantangan. Jika Anda mencari aluminium karbida, jangan ragu untuk menghubungi kami dan mengirimkan pertanyaan.
Tag: Bubuk Fase Ti2AlC MAX, Serbuk Ti2AlC, Bubuk titanium aluminium karbida
Semua artikel dan gambar berasal dari Internet. Jika ada masalah hak cipta, silakan hubungi kami tepat waktu untuk menghapus.
Tanyakan kepada kami