Detection of amorphous silica in air-oxidized Ti3SiC2 at 500-1000 C

Pang, W. K.; Low, I. M.; Hanna, J. V.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Detection of amorphous silica in air-oxidized Ti3SiC2 at 500-1000 C

Autorzy

Pang W. K. , Low I. M. , Hanna J. V.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://mccm.ptcer.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Wykrywanie amorficznej krzemionki w Ti3SiC2 utlenianym w 500-1000 C

Języki publikacji

Abstrakty

In this paper we describe the use of secondary-ion mass spectrometry (SIMS) and nuclear magnetic resonance (NMR) to detect the existence of amorphous silica in Ti3SiC2 oxidised at 500-1000°C. The formation of an amorphous SiO2 layer and its growth in thickness with temperature was monitored using dynamic SIMS. A duplex structure with an outer layer of TiO2 and an inner mixture layer of SiO2 and TiO2 was observed. Results of NMR verify for the first time the direct evidence of amorphous silica formation during the oxidation of Ti3SiC2 at the temperature range 500-1000°C.

W artykule opisano wykorzystanie spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS) i magnetycznego rezonansu atomowego (NMR) do wykrywania amorficznej krzemionki w Ti3SiC2 utlenianym w 500–1000°C. Tworzenie się warstwy amorficznej krzemionki i wzrost jej grubości wraz z temperaturą monitorowany był za pomocą dynamicznej metody SIMS. Zaobserwowano budowę podwójną warstwy złożoną z warstwy zewnętrznej TiO2 i wewnętrznej mieszanej warstwy SiO2 i TiO2. Wyniki NMR potwierdzają po raz pierwszy bezpośredni dowód tworzenia się amorficznej krzemionki podczas utleniania Ti3SiC2 w temperaturach z przedziału 500-1000°C.

Słowa kluczowe

SIMS NMR Ti3SiC2 amorphous silica oxidation

SIMS NMR Ti3SiC2 krzemionka amorficzna utlenianie

Wydawca

Polskie Towarzystwo Ceramiczne

Czasopismo

Materiały Ceramiczne

Rocznik

2010

Tom

T. 62, nr 3

Strony

235--238

Opis fizyczny

Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Pang W. K.

autor

Low I. M.

autor

Hanna J. V.

Centre for Materials Research, Department of Imaging and Applied Physics, Curtin University of Technology, GPO Box U 1987, Perth WA, Australia, j.low@curtin.edu.au

Bibliografia

1. Barsoum M.W., El-Raghy T.: „Synthesis and characterization of a remarkable ceramic: Ti3SiC2”, J. Am. Ceram. Soc., 79, 7, (1996), 1953-56.
2. Kisi E.H., Crossley J.A.A., Myhra S., Barsoum M.W.: „Structure and crystal chemistry of Ti3SiC2”, J. Phys. Chem. Solids, 59, 9, (1998), 1437-1443.
3. Wu E., Kisi E.H., Kennedy S.J., Studer A.J.: „In-situ neutron powder diffraction study of Ti3SiC2 synthesis”, J. Am. Ceram. Soc., 84, 10, (2001), 2281-88.
4. Gao N.F., Miyamoto Y., Zhang D.: „On physical and thermochemical properties of high-purity Ti3SiC2”, Mater. Lett., 55, 1, (2002), 61-66.
5. Li H., Peng L.M., Gong M., Zhao J.H., He L.H., Guo C.Y.: „Preparation and characterization of Ti3SiC2 powders”: Ceram. Int., 30, 8, (2004), 2289-2294.
6. Cardoba J.M., Sayagues M.J., Alcala M.D., Gotor F.J.: “Synthesis of Ti3SiC2 powders: reaction mechanism”, J. Am. Ceram. Soc., 90, 3, (2007), 825-830.
7. Radhakrishnan R., Williams J.J., Akinc M.: „Synthesis and high-temperature stability of Ti3SiC2”, J. Alloys and Compounds, 285, 1, (1999), 85-88.
8. Barsoum M.W.: „The Mn+1AXn phases: A new class of solids; Thermodynamically stable nanolaminates”, Prog. Solid St. Chem., 28, 1, (2000), 201-281.
9. Palmquist J.-P., Li S., Persson P.O.Å., Emmerlich J., Wilhelmsson O., Högberg H., Katsnelson M.I., Johansson B., Ahuja R., Eriksson O., Hultman L., Jansson U.: „Mn+1AXn phases in the Ti-Si-C system studied by thin-film synthesis and ab-initio calculations”, Phys. Rev. B 70, 165401 (2004).
10. Barsoum M.W., Brodkin D., El-Raghy T.: „Layered machinable ceramics for high temperature applications”, Scr. Mater., 36, 5, (1997), 535-541.
11. Racault C., Langlais F., Naslain R.: „Solid-state synthesis and characterization of the ternary phase Ti3SiC2”, J. Mater. Sci., 29, 15, (1994), 3384-3392.
12. Li S.B., Cheng L.F., Zhang L.T.: „The morphology of oxides and oxidation behaviour of Ti3SiC2-based composite at high-temperature”, Compos. Sci. Tech., 63, 6, (2003), 813-19.
13. Zhang H.B., Zhou Y.C., Ban Y.W., Wang J.Y.: „Oxidation behaviour of bulk Ti3SiC2 at intermediate temperature in dry air,” J. Mater. Res., 21, 2, (2006), 402-408.
14. Chen T., Green P.M., Jordan J.L., Hampikian J.M., Thadhani N.N.: „Oxidation of Ti3SiC2 composites in air,” Metallurgical and Mater. Trans. A: Phys. Metall. & Mater. Sci., 33, 6, (2002), 1737-42.
15. Low I.M., Wren E., Prince K.E., Atanacio A.: „Characterisation of phase relations and properties in air-oxidised Ti3SiC2”, Mater. Sci. & Eng. A, 466, 1, (2007), 140-47.
16. Oo Z., Low I.M., O’Connor B.H.: „Dynamic study of the thermal stability of impure Ti3SiC2 in argon and in air by neutron diffraction”, Physica B, 385, 1, (2006), 449-501.
17. Barsoum M.W., El-Raghy T.: „Oxidation of Ti3SiC2 in air”, J. Electrochem. Soc., 144, 7, (1997), 2508-16.
18. Okano T., Yano T., Iseki T.: „Synthesis and mechanical properties of Ti3SiC2,” Trans. Met. Soc. Jpn. 14A, (1993), 597.
19. Pang W.K., Low I.M., Prince K.E., Atanacio A. J.: „Mapping of elemental composition in air-oxidized Ti3SiC2”, J. Aust. Ceram. Soc., 44, 2, (2008), 52-55.
20. Oestrike R., Yang W., Kirkpatrick R.J., Hervig R.L., Navrotsky A., Montez B.: „High-resolution 23Na, 27Al and 29Si NMR spectroscopy of framework aluminosilicate glasses”, Geochim. Cosmochim. Acta, 51, 8, (1987), 2199-2209.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-AGH1-0025-0021