Обговорення результатів

3.2. Дослідження структури лігатури системи Al – Ti – C за різних температур реакційного спікання порошків.

В результате реакционного синтеза при температурах спекания 950-1200 ^оС с шагом в 50 ^оС исходные образцы (рис. 1, а) превратились в достаточно прочные, но разделенный на прослойки спеки, напоминающие по внешнему виду образцы получаемые при СВС (рис. 1, б). При этом, после спекания наблюдается заметный объемный рост прессовки вследствие дегазация адсорбированных и растворенных газов, сопровождающийся образованием макропор и раковин (рис. 1, в).

Дополнительным источником образованиям пор в образцах может быть значительная разница парциальных коэффициентов диффузии у Ti и Al. В процессе реакционного синтеза при образовании TiAl/Ti₃Al фаз реализуется механизм, при котором диффузионный поток в основном направлен от алюминия к титану, тогда как атомы титана не успевают диффундировать в алюминий, что приводит к возникновению диффузионных пор [7,8].

а б в

Рис. 1. Внешний вид исходной прессовки (а), образца после реакционного синтеза (б) и его макроструктура (в)

Результаты микроструктурного анализа (рис. 2-3) показали наличие в структуре синтезированных лигатур равномерно распределенных в серой металлической матрице светлых сферических частиц упрочняющей фазы размером 1-2 мкм. Как видно из приведенных рисунков изменение температуры синтеза от 950 ^оС до 1200 ^оС не повлияла существенно на микроструктуру образцов, заметно лишь некоторое изменение в дисперсности выделившейся второй фазы (рис. 3). При температуре 1200 ^оС размер частиц составляет приблизительно 1 мкм.

a) 950 ^oC б) 1100 ^oC

в) 1200 ^оС

Рис. 2 Микроструктура лигатуры состава 45Al-11C-44Ti, синтезированной при разных температурах

a) 950 ^oC б) 1100 ^oC

в) 1200 ^оС

Рис. 3. SEM изображение лигатуры состава состава 45Al-11C-44Ti, синтезированной при разных температурах

На фрагменте дифрактограммы исходной смеси, как и ожидалось, присутствуют рефлексы Al, Ti и C (рис. 4, а). После реакционного синтеза при разных температурах, на дифрактограммах всех образцов наблюдаются лини TiC (рис. 4, б-г). Алюминиды титана формируются в зависимости от процентного содержания компонентов, входящих в состав образцов (табл. 1) – наиболее вероятны фазы при данном составе Al₂Ti, AlTi, Al₅Ti₂.

Таблица 1 – Фазовый состав лигатуры и период решетки синтезированного TiC

б – 950 ^оС

в – 1050 ^оС

г – 1100 ^оС

д – 1150 ^оС

е – 1200 ^оС

Рис. 4. Фрагменты дифрактограмм исходной порошковой смеси (а) и синтезированных лигатур системы Al-Ti-С (б, в, г, д)

Большое разнообразие алюминидов титана в лигатурах после термического синтеза может быть связано с условиями охлаждения образцов после спекания; например, изменяя эффективный коэффициент теплоотдачи в соответствии с данными [10,11] можно получить чистый моноалюминид титана или многофазный продукт. Как правило, в образцах, где вначале формируется алюминид титана AlTi или состав исходной смеси близок к стехиометрии AlTi, всегда присутствуют следы других интерметаллидов, таких как AlTi₂, AlTi₃, Al₂Ti Al₅Ti₃, Al₁₁Ti₅. Образование этих алюминидов идет через серию твердожидкофазных или твердофазных реакций, где начальным продуктом обязательно выступает AlTi [7].

Так как фазовый состав и значения периода решетки карбида титана близки для образцов, синтезированных при разной температуре, в дальнейшем для получения алюмоматричные композиционные материалы методом гарячей штамповки карбидосодержащую лигатуры синтезировали при температуре 950 ^оС.

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 216; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!