سنتز و تف جوشی کامپوزیت های Ti3SiC2-SiC از طریق پرس گرم واکنشی پیش ماده های TiC و Si

مکس فازها یک کلاس جذاب از جامدات لایه ای هستند که اخیرا به دلیل ترکیب غیرمعمول و منحصر بفرد، توجهات زیادی را به خود جلب کرده اند. ترکیب سه تایی Ti3SiC2 یک نمونه از موادی است که ویژگی های سرامیک ها و فلزات را با هم نشان می دهد. به عنوان یک سرامیک، سخت هستند. برخی از آنها مقاوم در برابر اکسیداسیون، خزش، خستگی، خوردگی هستند. فوق العاده دیرگداز هستند و دمای ذوب بالا دارند. همچنین استحکامشان با دما ثابت می ماند. هنگامی که به عنوان یک فلز مورد توجه قرار می گیرد، این ترکیب یک ماده هادی الکتریسیته و حرارت است و مستعد به شوک حرارتی نیست، دارای قابلیت ماشینکاری آسان با انواع ابزارهای نوین و امروزی می باشد، نسبتا نرم بوده و همچنین مقاومت شیمیایی بالایی دارند. ترکیب SiC با Ti3SiC2 به منظور کامپوزیت سازی، یک راه موثر برای بهبود خواص دما بالا است، زیرا SiC به عنوان فاز تقویت کننده، دارای مقاومت به اکسیداسیون خوب، سختی بالا، مقاومت در برابر سایش است و علاوه بر این، در دماهای بالا با Ti3SiC2 سازگار است. کامپوزیت های کاملا متراکم Ti3SiC2-SiC از طریق سنتز درجا و از طریق یک فرآیند پرس گرم واکنشی با استفاده از پودرهای TiC و Si با نسبت های مولی مختلف 3TiC:3Si، 3TiC:2Si (ترکیب استوکیومتری) و 3TiC:1.5Si ساخته شدند. مشخصه فازی نمونه های پرس گرم شده توسط تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) انجام شد و ریزساختارها با میکروسکوپ الکترونی روبشی  (SEM) مورد مطالعه قرار گرفتند. خواص مکانیکی کامپوزیت های پرس گرم شده از نظر سختی ویکرز، چقرمگی شکست و استحکام خمشی سه نقطه ای مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که ذرات SiC سنتز شده به روش درجا، با مورفولوژی دراز و کشیده، در زمینه ذرات Ti3SiC2 تشکیل شده بصورت درجا توزیع شده اند. بالاترین سختی ویکرز مربوط به نمونه 3TiC:1.5Si با مقدار GPa 2/14 مربوط به حضور SiC و فاز TiC باقیمانده در ریزساختار می باشد. استحکام خمشی سه نقطه ای با افزایش مقدار مولی Si به دلیل حضور فاز Si آزاد در نمونه و تشکیل بیشتر فاز SiC افزایش یافت. نمونه 3TiC:3Si به بالاترین چقرمگی شکست  MPa.m1/2 1/10و بالاترین استحکام خمشی سه نقطه ای معادل MPa 576 دست یافت.