Thermal Properties of Various Ti-Al-C Composites Prepared by Hot Shock Compaction Utilizing Combustion Synthesis

• Autorzy: Tomoshige R. , Tanaka H.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0267

Warianty tytułu

PL

Właściwości termiczne kompozytów Ti-Al-C uzyskanych z wykorzystaniem metody udarowego zagęszczania na gorąco

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hot shock compaction method was utilized for the consolidation of MAX phase composites consisting of Ti, Al and C. This paper presents the production of dense, crack-free composites by combining the combustion synthesis with explosive detonation. Another objective is to investigate various properties of the obtained shock-compacts. The shock compacted materials were post-annealed at 1173 K for releasing the shock-induced strain. As a result, these compacts had strong interparticle bonding strength and few macro cracks. Intermetallic compounds (TiAl, Ti₂Al and Ti₃Al) and non-oxide ceramics (TiC and Ti₄Al₂C₂) were detected in as-synthesized and annealed materials by X-ray diffraction experiments. Also, lamella structures of Ti₄Al₂C₂ phase were observed by SEM. It was known that the coefficient of thermal expansion increased with increasing temperature, and decreased with increasing TiC content.

PL

Metodę udarowego zagęszczania na gorąco wykorzystano do konsolidacji fazy MAX kompozytów na bazie Ti, Al oraz C. Celem przeprowadzonych badań było wytworzenie zagęszczonych, wolnych od pęknięć kompozytów oraz analiza ich właściwości. Zagęszczone z wykorzystaniem technik udarowych materiały wstępnie wyżarzono w 1173 K w celu usunięcia skutków odkształcenia udarowego. Uzyskany materiał charakteryzował się silnym wiązaniem międzycząsteczkowym, ale zaobserwowano równie występowanie mikropęknięć. W syntezowanych i wyżarzonych materiałach, wykorzystaniem techniki dyfrakcji promieni rentgenowskich stwierdzono obecność związków międzymetalicznych typu TiAl, Ti₂Al oraz Ti₃Al, a także ceramik wolnych od tlenków typu TiC oraz Ti₄Al₂C₂. Przy pomocy SEM analizowanor ównież warstwową strukturę fazy Ti₄Al₂C₂. Zaobserwowano również, iż współczynnik wydłużenia cieplnego wzrastał wraz ze wzrostem temperatury i obniżał się wraz ze zmniejszaniem się koncentracji TiC.

Słowa kluczowe

EN

lamella structures; underwater-shock compaction; MAX phase; coefficient of thermal expansion

PL

zagęszczanie udarowe; konstrukcje lamelowe; fazy MAX; współczynnik rozszerzalności cieplnej

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 4
• Strony: 1575--1578
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tomoshige R.

• Research Center for Advances in Impact Engineering, Sojo University, Kumamoto, Japan
• Department of Nanoscience, Faculty of Engineering, Sojo University, Kumamoto, Japan

autor

Tanaka H.

• Research and Development Center, Yamamoto Precious Metal Co., Ltd., Osaka, Japan

Bibliografia

• [1] J. J. Petrovic, B. W. Olinger, R. B. Roof, J. Mater. Sci. 20, 391 (1985).
• [2] R. Tomoshige, Y. Kakoki, A. Chiba, K. Imamura, T. Matsushita, Metallurgical and Materials Applications of Shock-Wave and High Strain Rate Phenomena, Elsevier, Amsterdam, 67 (1995).
• [3] R. Tomoshige, A. Murayama, T. Matsushita, K. Imamura, A. Chiba, Shock Waves II, 1219 (1997).
• [4] F. Wakai, N. Kondo, Y. Shinoda, Curr. Opin. Solid St M. 4, 461 (1999).
• [5] A. Egelja, J. Gulicovski, A. Devečerski, M. Ninić , A. Radosavljević-Mihajlović, B.Matović, J. Optoelectron. Adv. Mat. 10, 3447 (2008).
• [6] J. Eichler, C. Lesniak, International Ceramic Federation, 2nd Int’l Cong. Ceram. 2008; Verona, Italy (2008).
• [7] J. J. Gengler, J. Hu, J. G. Jones, A. A. Voevodin, P. Steidl, J .Vlček, Surf. Coat. Tech. 206, 2030 (2011).
• [8] D.-B. Lee, Met. Mater. Int. 11, 141 ( 2005).
• [9] L.-M. Zhang, B.-W. Liu, D.-B. Sun, Int. J. Min. Met.Mater. 18, 725 (2011).
• [10] M. W. Barsoum, M. Radovic, Annu. Rev. Mater. Res. 41, 195 (2011).
• [11] M. W. Barsoum, Prog. Solid State Ch. 28, 201 (2000).
• [12] R. Tomoshige, T. Matsushita, Nippon. Seram. Kyo.Gak. /J. Ceram. Soc. Jpn. 104, 94 (1996) (in Japanese).
• [13] H. Tanaka, R.Tomoshige, K. Imamura, A. Chiba, A. Kato, Nippon. Seram. Kyo. Gak. /J. Ceram. Soc. Jpn. 106, 676 (1998) (in Japanese).
• [14] Y.-L. Chen, M. Yan, Y.-M. Sun, B.-C. Mei, J.-Q. Zhu, Ceram. Int. 35, 1807 (2009).