Back to Search
Start Over
Study of the synthesis of MAX phase Ti3SiC2 powders by pressureless sintering
- Source :
- Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, Vol 60, Iss 1, Pp 41-52 (2021), e-Archivo. Repositorio Institucional de la Universidad Carlos III de Madrid, instname
- Publication Year :
- 2021
- Publisher :
- Elsevier, 2021.
-
Abstract
- MAX phases exhibit excellent combination of ceramic and metallic-like properties. In this work, MAX phase Ti3SiC2 powder was synthesized starting-off with different combinations of elemental powders and carbides. The powders used were Ti, Si, C, SiC and TiC in different combinations, molar ratios and powder size. Powders were heat treated on a vacuum furnace for different times and temperatures for in situ production of the Ti3SiC2 MAX phase. High purity synthesized samples were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) in order to identify and quantify the different phase constituents present. The main phase constituents in the powders produced were Ti3SiC2 and TiSi2. Up to 94% of Ti3SiC2 MAX phase was obtained using Ti:SiC:C as starting powders in a molar ratio of 3:1.5:0.5. Different phase constitution was observed on the surface and the centre of the samples. An optimal starting powder composition, molar ratio, heat treatment temperature and time is proposed for the formation of high purity Ti3SiC2 MAX phase. Selected mixture was studied thermodynamically and a reaction mechanism of formation of the MAX phase is proposed. Las fases MAX presentan una excelente combinación de propiedades cerámicas y metálicas. En este trabajo se sintetizaron polvos de fase MAX Ti3SiC2 a partir de diferentes combinaciones de polvos elementales y carburos. Los polvos utilizados fueron Ti, Si, C, SiC y TiC en diferentes combinaciones, proporciones molares y tamaño de partícula. Los polvos se sinterizaron en un horno de vacío a diferentes tiempos y temperaturas para la producción in situ de la fase MAX Ti3SiC2. Las muestras sintetizadas de alta pureza se analizaron mediante difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de barrido (SEM) para identificar y cuantificar las diferentes fases constituyentes presentes. Las principales fases constituyentes en los polvos producidos fueron de Ti3SiC2 y TiSi2. Se obtuvo hasta un 94% de fase MAX Ti3SiC2 utilizando como polvos de partida Ti:SiC:C en una proporción molar de 3:1,5:0,5. Se observó diferente formación de fase en la superficie y en el centro de las muestras. Finalmente, se propone una composición óptima de polvo de partida, relación molar, temperatura de sinterización y tiempo para la formación de la fase MAX de Ti3SiC2 de alta pureza. La mezcla seleccionada se estudió termodinámicamente y se propone un mecanismo de reacción para la formación de la fase MAX. The authors would like to thank the funding provided for this research by the Regional Government of Madrid (Dir. Gral. Universidades e Investigación) through the project P2018/NMT4411 (ADITIMAT-CM), the Spanish Government through the Ramón y Cajal contract RYC-2014-15014 and the project MAT2012-38650-C02-01.
- Subjects :
- Max phase synthesis
Diffraction
Reaction mechanism
Materials science
Scanning electron microscope
Analytical chemistry
02 engineering and technology
Industrial and Manufacturing Engineering
Carbide
lcsh:TP785-869
Vacuum furnace
Síntesis de fases MAX
Powder metallurgy
Phase (matter)
Ceramic
Ti3SiC2
Pulvimetalurgia
Materiales
020502 materials
0205 materials engineering
lcsh:Clay industries. Ceramics. Glass
Mechanics of Materials
visual_art
Ceramics and Composites
visual_art.visual_art_medium
MAX phases
Subjects
Details
- Language :
- English
- ISSN :
- 03663175
- Volume :
- 60
- Issue :
- 1
- Database :
- OpenAIRE
- Journal :
- Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
- Accession number :
- edsair.doi.dedup.....d5800c9bbaceba2cb1c7f23b277ec1a6