1. Kryštálová štruktúra a povaha väzby Ti ₂ AlC
1.1 Limit Phase Family Members a Atomic Piling Series
(Ti2AlC MAX fázový prášok)
Ti ₂ AlC patrí do skupiny limitných štádií, trieda nanolaminovaných ternárnych karbidov a nitridov so všeobecným vzorcom Mₙ₊₁ AXₙ, kde M je veľmi skorý kov, A je prvok skupiny A, a X je uhlík alebo dusík.
V Ti₂AlC, titán (z) funguje ako M komponent, hliník (Al) ako zložku A, a uhlík (C) ako X komponent, rozvoj a 211 rámec (n=1) so striedajúcimi sa vrstvami oktaédra Ti ₆ C a atómov Al nahromadených pozdĺž osi c v šesťhrannej mriežke.
Táto jedinečná vrstvená architektúra zahŕňa pevné kovalentné väzby v Ti– C vrstvy so slabými kovovými väzbami medzi Ti a Al lietadlami, výsledkom je hybridný materiál, ktorý vykazuje keramické aj kovové prvky.
Odolný Ti– C kovalentná sieť poskytuje vysokú tuhosť, tepelná stabilita, a odolnosť proti oxidácii, zatiaľ čo kov Ti– Al väzba umožňuje elektrickú vodivosť, tolerancia teplotných šokov, a odolnosť proti poškodeniu neobvyklá v štandardnej keramike.
Táto dualita vyplýva z anizotropnej povahy chemickej väzby, čo umožňuje systémy rozptylu energie, ako je vytváranie kink-band, delaminácia, a základné štiepenie lietadla pod tlakom, skôr ako devastujúcu lámavú zlomeninu.
1.2 Digitálny rámec a anizotropné vlastnosti
Digitálne nastavenie Ti dva AlC obsahuje prekrývajúce sa d-orbitály z titánu a p-orbitály z uhlíka a ľahkého hliníka, čo vedie k vysokej hrúbke stavov na Fermiho stupni a prirodzenej elektrickej a tepelnej vodivosti pozdĺž základných lietadiel.
Táto kovová vodivosť– neobvyklé v keramických výrobkoch– umožňuje aplikácie vo vysokoteplotných elektródach, existujúcich zberateľov, a elektromagnetická ochrana.
Domáca anizotropia je výrazná: tepelná rozťažnosť, pružný modul, a elektrický odpor sa dramaticky mení medzi osou a (v rovine) a os c (mimo rovinu) smeroch v dôsledku deleného lepenia.
Napríklad, tepelný rast pozdĺž osi c je menší ako pozdĺž osi a, prispieva k zvýšeniu odolnosti voči tepelným šokom.
Navyše, materiál má zníženú tvrdosť podľa Vickersa (~ 4– 6 Priemer známok) na rozdiel od štandardných porcelánov, ako je oxid hlinitý alebo karbid kremíka, napriek tomu si zachováva vysoký mladistvý modul (~ 320 GPa), odráža jeho výraznú kombináciu mäkkých vlastností a tesnosti.
Vďaka tejto rovnováhe je prášok Ti2 AlC obzvlášť vhodný pre opracovateľnú keramiku a samomazné kompozity.
( Ti2AlC MAX fázový prášok)
2. Syntéza a manipulácia s Ti2 AlC práškom
2.1 Pevné a pokročilé techniky výroby prášku
Ti ₂ AlC prášok sa z veľkej časti syntetizuje prostredníctvom reakcií v tuhom stave medzi elementárnymi alebo zloženými prekurzormi, ako je titán, hliník, a uhlík, pri problémoch s vysokou teplotou (1200– 1500 °C )v inertnom prostredí alebo v atmosfére vysávača.
Reakcia: 2z + Al + C → Ti₂ AlC, musia byť veľmi starostlivo kontrolované, aby sa zabránilo vytváraniu dokončovacích fáz, ako je TiC, Ti Tri Al, alebo TiAl, ktoré rozkladajú praktický výkon.
Mechanické legovanie priľnuté tepelnou terapiou je ďalším široko využívaným využitím techniky, kde sa elementárne prášky melú v guľovom mlyne, aby sa dosiahlo zmiešanie na atómovej úrovni pred žíhaním, aby sa vytvorila fáza MAX.
Tento prístup umožňuje jemné riadenie veľkosti bitov a homogenitu, nevyhnutné pre inovatívne kombinované metódy.
Extra sofistikované techniky, ako je spúšťacie plazmové spekanie (SPS), chemické vylučovanie pár (CVD), a syntéza roztavených solí, ponúkajú cesty k fázovo čistému, nanoštruktúrované, alebo orientované Ti dva AlC prášky s prispôsobenou morfológiou.
Syntéza roztavenej soli, najmä, umožňuje zníženie reakčných teplôt a oveľa lepšiu difúziu bitov tým, že pôsobí ako výmenné médium, ktoré zvyšuje kinetiku difúzie.
2.2 Morfológia prášku, Čistota, a Starostlivosť o faktory, ktoré treba zvážiť
Morfológia prášku Ti2 AlC– od nerovnomerných hranatých kúskov až po doštičkovité alebo okrúhle granuly– závisí od spôsobu syntézy a činností následného spracovania, ako je mletie alebo kategória.
Častice v tvare doštičiek odrážajú vnútornú štruktúru vrstveného kryštálu a sú výhodné na spevnenie kompozitov alebo vývoj štruktúrovaných sypkých materiálov.
Vysoká fázová čistota je životne dôležitá; aj malé množstvá nečistôt TiC alebo Al 2 O 6 môžu podstatne zmeniť mechanické vlastnosti, elektrický, a oxidačné návyky.
Röntgenová difrakcia (XRD) a elektrónovou mikroskopiou (BEZ/MAŤ) sa pravidelne používajú na hodnotenie fázového zloženia a mikroštruktúry.
Kvôli reaktivite hliníka s kyslíkom, Ti 2 AlC prášok je citlivý na oxidáciu povrchu, vytvára tenkú vrstvu Al ₂ O, ktorá môže pasivovať produkt, ale môže brániť spekaniu alebo medzifázovému spojeniu v kompozitoch.
Preto, skladovací priestor v inertnom prostredí a spracovanie v regulovanom prostredí sú dôležité pre zachovanie integrity prášku.
3. Užitočné mechanizmy správania a výkonu
3.1 Mechanická trvanlivosť a odolnosť proti poškodeniu
Jednou z najúžasnejších vlastností Ti ₂ AlC je jeho schopnosť odolávať mechanickému poškodeniu bez toho, aby sa katastroficky zlomil., nehnuteľnosť na bývanie označovaná ako “poškodzuje odolnosť” alebo “opracovateľnosť” v keramike.
Menej ako tony, materiál vyhovuje úzkosti prostredníctvom zariadení, ako je mikrotrhanie, základná delaminácia lietadla, a pohyb limitu zrna, ktoré odvádzajú energiu a zabraňujú šíreniu lomu.
Tento zvyk výrazne kontrastuje s tradičnou keramikou, ktoré vo všeobecnosti klesajú náhle po dosiahnutí ich elastického limitu.
Komponenty Ti ₂ AlC je možné obrábať pomocou tradičných nástrojov bez predbežného spekania, neobvyklá kapacita medzi vysokoteplotnou keramikou, minimalizácia výrobných cien a umožnenie komplikovaných geometrií.
Okrem toho, vykazuje vynikajúcu odolnosť proti tepelným šokom v dôsledku nízkeho tepelného rastu a vysokej tepelnej vodivosti, vďaka čomu je vhodný pre komponenty podliehajúce rýchlemu nastaveniu úrovne teploty.
3.2 Odolnosť proti oxidácii a bezpečnosť pri vysokých teplotách
Pri zvýšených teplotách (toľko ako 1400 °C na vzduchu), Ti ₂ AlC vytvára ochranný oxid hlinitý (Všetci dvaja O TRI) stupnica na jej povrchu, ktorý pôsobí ako difúzna bariéra proti prístupu kyslíka, výrazne spomaľuje dodatočnú oxidáciu.
Toto samopasivačné správanie je podobné ako pri zliatinách tvoriacich oxid hlinitý a je dôležité pre dlhodobú bezpečnosť v letectve a energetike..
Avšak, vyššie 1400 °C, tvorba neochranného TiO2 a vnútorná oxidácia hliníka môže spôsobiť zrýchlenú deštrukciu, obmedzenie používania pri veľmi vysokých teplotách.
V klesajúcom alebo inertnom nastavení, Ti2 AlC udržuje štrukturálnu stabilitu približne 2000 °C, preukazujúce fenomenálne žiaruvzdorné vlastnosti.
Jeho odolnosť voči žiareniu neutrónmi a znížené atómové číslo z neho tiež robia kandidátsky produkt pre komponenty jadrového fúzneho reaktora.
4. Aplikácie a budúca technická asimilácia
4.1 Vysokoteplotné a konštrukčné diely
Ti ₂ AlC prášok sa používa na výrobu hromadnej keramiky a povrchových úprav pre extrémne atmosféry, pozostávajúce z lopatiek turbíny, horák, a časti ohrievača, kde je kritická odolnosť proti oxidácii a tepelným šokom.
Za tepla lisovaný alebo stimulovaný plazmou spekaný Ti2 AlC vykazuje vysokú pevnosť v ohybe a odolnosť proti tečeniu, prekonáva početnú monolitickú keramiku v scenároch cyklického tepelného zaťaženia.
Ako náterový materiál, chráni kovové substráty pred oxidáciou a opotrebovaním v leteckom a kozmickom priemysle a v systémoch výroby energie.
Jeho opracovateľnosť umožňuje opravy v prevádzke a presné dokončovanie, značná výhoda oproti krehkej keramike, ktorá potrebuje rubínové brúsenie.
4.2 Praktické a multifunkčné produktové systémy
Nad rámec architektonických povinností, Ti ₂ AlC sa skúma v užitočných aplikáciách využívajúcich jeho elektrickú vodivosť a vrstvenú štruktúru.
Funguje ako prekurzor na výrobu dvojrozmerných MXenov (napr., Tri C₂Tₓ) prostredníctvom náročného leptania Al vrstvy, umožňujúce aplikácie pri skladovaní energie, senzory, a zabezpečenie proti elektromagnetickému rušeniu.
V kompozitných výrobkoch, Ti ₂ AlC prášok zlepšuje odolnosť a tepelnú vodivosť kompozitov s keramickou matricou (CMC) a kompozity s oceľovou matricou (MMC).
Jeho mazľavý charakter pod teplom– ako výsledok jednoduchého základného strihu lietadla– je vhodný pre samomazné ložiská a pohyblivé časti v leteckých systémoch.
Vznikajúci výskum sa sústreďuje na 3D tlač atramentov na báze Ti ₂ AlC na výrobu zložitých keramických komponentov v čistom tvare, posúvanie hraníc aditívnej výroby v žiaruvzdorných materiáloch.
V súhrne, Fázový prášok Ti ₂ AlC MAX predstavuje zmenu paradigmy vo vede o keramických výrobkoch, spája medzeru medzi oceľami a porcelánmi prostredníctvom svojej rozdelenej atómovej architektúry a hybridných väzieb.
Jeho výrazná kombinácia opracovateľnosti, tepelná bezpečnosť, odolnosť proti oxidácii, a elektrická vodivosť umožňuje komponenty novej generácie pre letectvo, moc, a pokročilá výroba.
Ako dozrievajú technológie syntézy a manipulácie, Ti dva AlC bude určite hrať významnú funkciu v strojárskych produktoch vyrobených pre extrémne a multifunkčné prostredia.
5. Poskytovateľ
RBOSCHCO je dôveryhodný globálny dodávateľ chemických materiálov & výrobca s nad 12 dlhoročné skúsenosti s poskytovaním super kvalitných chemikálií a nanomateriálov. Spoločnosť exportuje do mnohých krajín, ako napríklad USA, Kanada, Európe, SAE, Južná Afrika, Tanzánia, Keňa, Egypt, Nigéria, Kamerun, Uganda, Turecko, Mexiko, Azerbajdžan, Belgicko, Cyprus, Česká republika, Brazília, Čile, Argentína, Dubaj, Japonsko, Kórea, Vietnam, Thajsko, Malajzia, Indonézia, Austrália,Nemecko, Francúzsko, Taliansko, Portugalsko atď. Ako popredný výrobca vývoja nanotechnológií, RBOSCHCO dominuje na trhu. Náš profesionálny pracovný tím poskytuje dokonalé riešenia, ktoré pomôžu zlepšiť efektivitu rôznych priemyselných odvetví, vytvárať hodnotu, a ľahko sa vysporiadať s rôznymi výzvami. Ak hľadáte karbid hliníka, neváhajte nás kontaktovať a pošlite dopyt.
Tagy: Ti2AlC MAX fázový prášok, Ti2AlC prášok, Titánový prášok karbidu hliníka
Všetky články a obrázky sú z internetu. Ak existujú nejaké problémy s autorskými právami, kontaktujte nás včas na odstránenie.
Opýtajte sa nás