Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Silicon carbide nanocomposites reinforced with disordered graphitic carbon formed in situ through oxidation of Ti3C2 MXene during sintering

Petrus M., Woźniak J., Cygan T., Lachowski A., Rozmysłowska-Wojciechowska A., Wojciechowski T., Ziemkowska W., Chlubny L., Jastrzębska A., Adamczyk-Cieślak B., Olszyna A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 3

1--12

EN

This article describes the manufacturing of silicon carbide composites with the addition of quasi-two-dimensional titanium carbide Ti3C2, known as MXene. The composites were obtained by the powder metallurgy technique, consolidated with the use of the Spark Plasma Sintering method at 1900 °C and dwelled for 30 min. The influence of the Ti3C2 MXene addition on the microstructure and mechanical properties of the composites was investigated. The structure of the MXene phase after the sintering process was also analyzed. The results showed a significant increase (almost 50%) of fracture toughness for composites with the addition of 0.2 wt% Ti3C2 MXene. In turn, the highest hardness, 23.2 GPa, was noted for the composite with the addition of the 1.5 wt% Ti3C2 MXene phase. This was an increase of over 10% in comparison to the reference sample. The analysis of chemical composition and observations using a transmission electron microscope showed that the Ti3C2 MXene phase oxidizes during sintering, resulting in the formation of crystalline, highly defected, disordered graphite structures. The presence of these structures in the microstructure, similarly to graphene, significantly affects the hardness and fracture toughness of silicon carbide.

2

Processing And Properties Of MAX Phases – Based Materials Using SHS Technique

Chlubny L., Lis J., Chabior K., Chachlowska P., Kapusta C.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

859--863

EN

Authors present results of works on the interesting new group of advanced ceramics called MAX phases – Ti-based ternary carbides and nitrides. They have an original layered structure involved highly anisotropic properties laying between ceramics and metals, with high elastic modulus, low hardness, very high fracture toughness and high electrical and heat conductivity. Using Self-Propagating High-Temperature Synthesis (SHS) in the combustion regime it is possible to prepare MAX phases-rich powders that can be used as the precursors for preparation of dense MAX polycrystals by presureless sintering or hot-pressing. Different novel Ti-based phases with layered structures, namely: Ti3AlC2 and Ti2AlC have been synthesized in a combustion regime. The possibility of controlling of combustion phenomena for obtaining near single-phase products is discussed in details as well as some of properties of the materials tested as structure and functional ceramics.

PL

Autorzy przedstawiają wyniki badań nad nową interesującą grupą zaawansowanych materiałów ceramicznych nazywanych fazami MAX – potrójnymi węglikami i azotkami tytanowymi. Posiadają one oryginalną strukturę warstwową, z której wynikają silnie anizotropowe właściwości (wysokie moduły sprężystości, niska twardość, bardzo wysoka odporność na kruche pękanie, dobre właściwości elektryczne i cieplne) umiejscawiające je pomiędzy ceramiką a metalami. Dzięki zastosowaniu Samorozwijającej się Syntezy Wysokotemperaturowej SHS możliwe było otrzymywanie bogatych w fazy MAX proszków, mogących służyć jako prekursory w preparatyce gęstych polikryształów za pomocą spiekania pod ciśnieniem lub swobodnego. Przeprowadzone zostały syntezy dwóch materiałów warstwowych: Ti3AlC2 i Ti2AlC. W artykule przedstawiono możliwości kontrolowania procesu spalania w celu uzyskania niemal jednofazowych produktów a także przedstawiono niektóre właściwości badanych materiałów pod kątem zastosowania jako materiały funkcjonalne i strukturalne.

3

Synthesis and properties of hot-pressed Ti-Al-C-N materials

Chlubny L., Lis J., Bućko M. M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

495-498

EN

Ternary and quaternary materials in Ti-Al-C-N system are specific due to the heterodesmic character of chemical bounds. Such materials can combine properties of ceramics and metal. In the paper SHS synthesis of powders with different stoichiometry, Ti2AlN, Ti3AlC2 and Ti3Al(C, N)2 with usage of intermetallic compounds as precursors is presented. The powders were hot-presses and mechanical and structural properties of dense bodies were examined.

PL

Potrójne oraz poczwórne materiały należące do układu Ti-Al-C-N zwracają na siebie uwagę ze względu na szczególne właściwości, plasujące je pomiędzy materiałami metalicznymi i ceramicznymi. W niniejszej pracy przedstawiono proces syntezy SHS, w wyniku której otrzymywano proszki Ti2AlN, Ti3AlC2 i Ti3Al(C, N)2. Jako substraty stosowane były samodzielnie otrzymywane proszki międzymetaliczne z układu Ti-Al. Otrzymane proszki materiałów potrójnych i poczwórnych prasowano na gorąco. Następnie badano właściwości mechaniczne i strukturalne otrzymanych gęstych spieków.

4

Ewolucja fazowa prasowanych na gorąco materiałów czteroskładnikowych z układu Ti-AI-C-N

Chlubny L., Lis J., Bućko M. M.

Materiały Ceramiczne

|

2009

|

T. 61, nr 2

136-139

PL

Potrójne i poczwórne związki w układzie Ti-AI-C-N należą do grupy związków heterodesmicznych typu "312" oraz "H". Związki te mają strukturę warstwową zawierającą wiązania kowalencyjne i metaliczne. Ze względu na właściwości można je klasyfikować jako materiały leżące na granicy pomiędzy metalami i ceramiką, co stwarza niespotykane dotychczas możliwości zastosowania ich jako materiałów konstrukcyjnych (tzw. "ceramika plastyczna"). W literaturze najczęściej opisywanymi związkami w układzie Ti-AI-C-N sąTi(3)AIC(2), Ti(2)AIC oraz Ti(2)AIN, brak natomiast jest danych na temat materiałów czteroskładnikowych. W prezentowanej pracy autorzy podjęli próbę otrzymania proszku Ti(3)AI(C,N)2 za pomocą metody SHS oraz otrzymania z niego polikrystalicznego materiału drogą prasowania na gorąco. Proszek syntezowany był za pomocą metody trójetapowej przy zastosowaniu jako prekursorów materiałów międzymetalicznych z układu Ti-AI, a następnie materiału Ti(3)AIC(2) typu "312". Zagęszczanie proszku prowadzono w zróżnicowanych warunkach prasowania na gorąco. Gęste spieki zostały zbadane pod kątem ewolucji fazowej za pomocą metody rentgenograficznej.

EN

Ternary and quaternary materials in the Ti-AI-C-N system belong to a group of heterodesmic materials also called as the 312 and H or MAX phases. These compounds are characterized by the layered structure with metallic and covalent bounds. Due to their properties, they can be located between metals and ceramics, which opens new possibilities of applications as structural materials (so called plastic ceramics). Ti(3)AIC(2), Ti(2)AIC and Ti(2)AIN are described in literature, but there is no data about quaternary compounds. In this paper authors attempted to prepare the Ti(3)AI(C,N)2 powder by the SHS method and then to hot-press it to obtain dense body. The powder was synthesized in a three-stage process by using intermetallic materials as precursors, and Ti(3)AIC(2). Powder was hot-pressed in various sintering conditions. The phase composition of dense products was examined by the XRD method.

5

Charakterystyka tworzywa z fazą Ti3AIC2 reakcyjnie spiekanego pod ciśnieniem

Rutkowski P., Stobierski L., Chlubny L., Górny G.

Materiały Ceramiczne

|

2009

|

T. 61, nr 3

197-200

PL

W niniejszej pracy opisano próbę otrzymywania tworzyw z układu Ti-AI-C-N metodą reakcyjnego spiekania pod ciśnieniem. W tym celu w pierwszym etapie zsyntezowano proszek Ti3AI, a następnie homogenizowano go z węglem w stosunku wagowym odpowiadającym stechiometrii Ti3AIC2. Mieszaninę poddano spiekaniu reakcyjnemu pod ciśnieniem. Na otrzymanym spieku przeprowadzono obserwację mikrostruktury powierzchni wytrawionych chemicznie. Uzyskane tworzywo poddano analizie rozkładu pierwiastków EDS oraz badaniu rentgenograficznemu. W dalszej części pracy przeprowadzono na spieku pomiary twardości, wytrzymałości na zginanie, właściwości sprężystych oraz odporności na kruche pękanie. Prześledzono również drogę propagacji pęknięcia wygenerowanego przez nakłucie powierzchni spieku piramidką Vickersa.

EN

A trial of manufacture of material in the Ti-AI-C-N system was made by using reactive sintering under pressure. For that purpose, Ti3AI was synthesised in the first step. Then it was homogenized with carbon in the weight ratio corresponding to the stoichiometry of Ti3AIC2. The mixture was exposed to reactive sintering under pressure. The microstructural observation of chemically etched surfaces of the sintered material was made. The EDS element distribution and X-ray diffraction measurements were carried out. Further, the sinter was tested for hardness, bending strength, elastic properties and fracture toughness. Cracks were generated by the Vickers indenter on the surface of the sinter to observe a propagation path.

6

Wytwarzanie i właściwości mechaniczne nowego tworzywa z układu Ti-AI-C-N

Rutkowski P., Stobierski L., Chlubny L., Górny G.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

R. 60, nr 3

120-124

PL

W pracy przedstawiono syntezę i preparatykę substratów do otrzymywania nanolaminatu Ti3AlC2 metodą SHS. Omówiono przygotowanie otrzymanego produktu w celu otrzymania spieku z układu Ti-AI-C-N metodą spiekania pod ciśnieniem. Na trawionych chemicznie próbkach spieku z temperatury 1425°C, przeprowadzono obserwacje mikrostruktury powierzchni w dwóch kierunkach do osi prasowania. Przeprowadzono badania rentgenograficzne oraz analizę rozkładu pierwiastków EDS. Dla otrzymanych spieków wyznaczono twardość, współczynnik odporności na kruche pękanie, wytrzymałość na zginanie, właściwości sprężyste oraz określono anizotropię materiału. Uzyskaną wartość odporności na kruche pękanie powiązano z obrazami propagującego pęknięcia oraz strefy odkształceń, które wygenerowano poprzez nakłucie powierzchni materiału piramidką Vickersa.

7

Phase evolution of materials in the Ti-Al-C system during hot-pressing

Lis J., Chlubny L., Zientara D., Bućko M. M.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

433-436

EN

Some of ternary materials in the Ti-Al-C system are very interesting due to their specific structure. Because of their properties, that are result of their heterodesmic structure, they are called plastic ceramics. In this paper authors would like to present influence of hot pressing on phase evolution in Selfpropagating High-temperture Synthesis (SHS) derived Ti3AlC2. To obtain ternary titanium aluminium carbide some of intermetalic compounds also prepared by SHS method, such as Ti3Al and TiAl were used as a precursors to obtain fine and sinterable powders. TJ3A1C2 were sintered in the temperature range of 1300-1450°C.

8

SHS jako metoda otrzymywania materiałów międzymetalicznych z układu Ti-Si

Chlubny L., Lis J.

Materiały Ceramiczne

|

2004

|

R. 56, nr 1

32-36

PL

Metoda samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej SHS jest bardzo interesującym sposobem otrzymywania proszków i spieków wielu materiałów takich jak tlenki, azotki, węgliki, kompozyty i inne. W pracy pokazano zastosowanie tej metody do otrzymywania materiałów międzymetalicznych z układu Ti-Si, będących ciekawymi materiałami ze względu na swe właściwości jak również będącymi substratami do syntezy bardziej skomplikowanych związków.

EN

The Self-propagating High-temperature Synthesis (SHS) is very interesting method for obtaining powders and sinters of wide range of materials such as oxides, nitrides, carbides, composites etc. In this work are presented methods of obtaining of intermetalic compounds from Ti-Si system, which are interesting due to their properties and also posibilities of using them as a substrates for synthesis of more complex compunds.

9

Synteza materiałów międzymetalicznych w układzie Ti-Al

Chlubny L., Lis J.

Materiały Ceramiczne

|

2002

|

R. 54, nr 2

58-61

PL

Związki międzymetaliczne z układu Ti-Al stanowią interesującą grupę materiałów, które znajdują zastosowanie jako materiały żaroodporne, jak również stanowić mogą substraty do syntezy bardziej złożonych związków takich jak nanolaminaty typu 312 czy H. W prezentowanej pracy opracowano metodę otrzymywania drobnoziarnistych, jednofazowych związków TiAl, Ti2Al, Ti3Al otrzymywanych na drodze samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej SHS. Otrzymane materiały zostały zbadane metodą dyfrakcji rentgenowskiej XRD, oraz przeprowadzono obserwację morfologii za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego SEM.

EN

The compounds from Ti-Al system are very interesting materials which can be applied as a high-temperature materials. They can be also used as a substrates to synthesize more complex compounds such as nanolaminates of 312 or H type. In a presented work a method of obtaining singlephase compounds of TiAl, Ti2Al, Ti3Al derived on the way of selfpropagating high-temperature synthesis (SHS) was shown. All of the obtained materials were analyzed by an XRD method and their morphology were investigated by SEM method.