بهینه سازی دما و زمان فرآیند سیلیکون خورانی پیش سازه های متخلخل TiC به منظور ساخت سرامیک نانولایه Ti3SiC2 و بررسی خواص مکانیکی آن

کاربیدهای سه تایی نانولایه Ti3SiC2، گروهی از سرامیک های سه تایی هستند که به علت ترکیبی از ویژگی های فلزی و سرامیکی در دهه اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق، کاربیدهای سه تایی نانولایه Ti3SiC2 با روش سیلیکون خورانی پیش سازه های TiC ساخته شده با روش ریخته گری ژلی سنتز شدند و اثر دما و زمان فرآیند مذاب خورانی روی تشکیل Ti3SiC2 مورد بحث قرار گرفت. تشکیل فاز و ریزساختار به وسیله XRD و SEM مجهز به آنالیز عنصری EDS مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین دما و زمان به منظور تولید مکس فاز Ti3SiC2 با خلوص بالا، به ترتیب °C 1500 و 90 دقیقه است. با افزایش دمای مذاب خورانی به بالاتر از °C 1500 مکس فاز به TiC و Si تجزیه می شود. همچنین مشخص شد که ترکیب نمونه ها به شدت به زمان مذاب خورانی وابسته است و با افزایش زمان مذاب خورانی مکس فاز به TiC تجزیه می شود. نتایج ریز سختی سنجی نشان داد که سختی نمونه ها با افزایش مقدار TiC افزایش می یابد. مقدار سختی ویکرز برای کامپوزیت Ti3SiC2–85wt.%TiC به مقدار بیشینه GPa 3/21 می رسد. چقرمگی شکست کامپوزیت Ti3SiC2-12wt.%TiC نیز برابر با MPa.m1/2 63/5 اندازه گیری شد.