tło:

Faza MAX to grupa związków trójskładnikowych, których wzór ogólny to Mn+1AXn (gdzie M jest pierwiastkiem przejściowym, a jest zwykle z grupy IIIAo IVA w układzie okresowym, a X może być C lub N, N=1-3 ). Posiadają strukturę nanoaminową, która nadaje im niezwykłe właściwości. Maksymalna kombinacja właściwości metalu i ceramiki, takich jak wysoka sztywność, dobre właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach, wysoka odporność na korozję i utlenianie oraz dobra przewodność cieplna i elektryczna.

Ponadto wykazują właściwości tłumienia mechanicznego (tłumienie) laminatów: odkształcają się tworząc załamania, co pozwala im pochłaniać dużo energii. Te cechy sprawiają, że są idealnymi kandydatami do konkretnych zastosowań wysokotemperaturowych. Dobra wydajność utleniania jest warunkiem koniecznym, aby materiał mógł być używany w wysokich temperaturach; aby zachować jego działanie, należy wytworzyć warstwę ochronną przed utlenianiem.

W tym kontekście zespół kierowany przez SATsipas rozpoczął badania i opublikował je w Journal of Alloys and Compounds 29 listopada 2020 r. w Pekinie pod tytułem „Właściwości termofizyczne porowatych Ti2AlC i Ti3SiC2 wytwarzanych przez Metalurgia proszków" Ma na celu analizę właściwości termofizycznych porowatych Ti2AlC i Ti3SiC2 przygotowanych przez Metalurgia proszków.

Podsumowanie:

Naukowcy przeprowadzili pogłębione badania właściwości fizykochemicznych związków fazowych Ti2AlC i Ti3SiC2 MAX o kontrolowanej porowatości i wielkości ziarna otrzymanych technologią metalurgii proszków w celu określenia ich zastosowania w samochodowych urządzeniach katalitycznych, wymiennikach ciepła czy konstrukcjach odpornych na uderzenia. Zastosowanie.

Badanie przeprowadzono w różnych ilościach (20–60% obj.) i różnych rozmiarach uchwytów przestrzennych (250–1000 x h m) zrównoważonych, skonsolidowanych okazów i próbek bez uchwytów przestrzennych. Zgodnie z maksymalną temperaturą użytkowania każdego materiału, test utleniania przeprowadza się w różnych temperaturach.

Aby zrozumieć mechanizm utleniania, przeanalizowano kinetykę utleniania w celu określenia wpływu porowatości w każdym przypadku. Dodatkowo strukturę i skład warstwy tlenkowej powstałej po badaniu poddano analizie za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Badanie przewodności elektrycznej i cieplnej w temperaturze pokojowej i temperaturach do 1000°C.

Naukowcy omówili wpływ wielkości porów i grubości ścianek komórek oraz zmierzyli przepuszczalność pianki. Omówiono wpływ porowatości mikroskopowej i makroskopowej na przepuszczalność, mierząc jednocześnie współczynnik kompensacji termicznej przygotowanej pianki.

Te największe porowate fazy mają odpowiednie właściwości dla podłoży katalitycznych, wymiany ciepła, filtrów wysokotemperaturowych lub wolumetrycznych odbiorników słonecznych.

proces:

Ti2AlC zwykle tworzy gęstą, cienką i dobrze przyczepną warstwę Al2O3 na powierzchni materiału. Z drugiej strony Ti3SiC2 tworzy strukturę dwuwarstwową: na zewnątrz jest warstwa TiO2, a wewnętrzna to połączona warstwa SiO2 i TiO2. Mechanizmy utleniania największych faz Ti2AlC i Ti3SiC2 wykazują paraboliczną dynamikę objętościową.

Ponadto ustalono, że warstwa tlenku narasta poprzez dyfuzję tlenu do wewnętrznej części materiału i dyfuzję tytanu na zewnątrz, podczas gdy atomy krzemu utleniają się in situ. Tabela 1 podsumowuje odpowiednie badania utleniania przeprowadzone na fazie MAX.

Chociaż większość największych badań fazowych opiera się na materiałach gęstych, ze względu na połączenie ich unikalnych właściwości, ludzie są coraz bardziej zainteresowani właściwościami użytkowymi dużych porowatych materiałów fazowych, takich jak urządzenia katalityczne, wymienniki ciepła lub odporne konstrukcje na pojazdach .

Istnieje niewiele badań dotyczących przygotowania porowatych materiałów fazy maksymalnej. L. Hu i in. przygotowana pianka Ti2AlC o kontrolowanej porowatości przy użyciu NaCl jako tworzenia porów. T. Fey i in. przygotował materiał piankowy Ti2AlC metodą odlewania żelu i przeprowadził symulację jego elastycznego zachowania za pomocą modelowania femi. Chociaż ludzie są bardzo zainteresowani największą fazą porowatą, jak dotąd niewiele jest szczegółowych badań nad utlenianiem największej fazy porowatej.

Gonzalez-Julian zbadał odporność na utlenianie największej fazy porowatego Cr2AlC. Celem pracy jest zbadanie właściwości termofizycznych stopnia porowatego Max Ti2AlC Ti3SiC2 oraz kontrola wielkości i ilości porowatości, określenie przydatności tych pianek do odbiorników solarnych, wymienników ciepła w kontakcie z aktywnymi nośnikami ciepła, wysoka temperatura Filtry lub Podłoża to wysokotemperaturowe elektrody urządzeń do katalitycznego spalania, ogniwa paliwowe ze stałym tlenkiem, komponenty i odporność na korozję w wysokich temperaturach, tarcie i zużycie w paliwach jądrowych i materiałach konstrukcyjnych.

Średnia równoważna średnica i średnia grubość ścian komórkowych makroporowatości oraz odpowiadające im odchylenia standardowe.

W przypadku materiału piankowego o objętości % 60 rozkład wielkości trzech materiałów piankowych:

250-400 biegaczy m, 400-800 biegaczy m i 800-1000 biegaczy m,

a) Ti2AlC i b) Ti3SiC2.

a) Ti2AlC Ti3SiC2 w 1000ºC oraz b) Ti2AlC Ti3SiC2 w 900ºC.

Utleniona próbka Ti2AlC znajduje się w temperaturze 1000°C przez 24-godzinny okres 10,

a) Gęsta powierzchnia, b) 20% obj. mieści rozmiar ramy przestrzennej 250-400 µm i

C) 60% obj. utrzymuje rozmiar wewnętrznego zacisku z przestrzenią 800-1000 µm.

Utlenić próbkę Ti3SiC2 w 900ºC przez 10 24 godzinny cykl,

a) Gęsta powierzchnia, b) 20-250 i C) 60-800 w środku.

a) Ti2AlC i b) Schemat składu porowatej próbki Ti3SiC2.

Wpływ średniej wielkości porów na przewodność cieplną porowatości stałej w materiale:

24% obj. (Ti2AlC) i 66% obj. (Ti3SiC2). Wynik to 300ºC.

analizować:

W ramach tego badania zbadano właściwości termofizyczne największych faz porowatych Ti2AlC i Ti3SiC2 o różnej wielkości porów i różnej porowatości. We wszystkich przypadkach kinetyka utleniania porowatych próbek Ti2AlC i Ti3SiC2 była znacznie szybsza na początku pierwszego cyklu (24 godziny) niż w pozostałym okresie badania.

Wskazuje to, że w ciągu pierwszych 24 godzin tworzy się ochronna warstwa tlenku. Kinetyka utleniania Ti2AlC jest zgodna z prawem sześciennym. Uzyskane próbki jakościowe nie posiadają przestrzeni i metody logarytmicznej o najniższej porowatości próbki (20-250), natomiast próbki do obserwacji wielkoskalowych rzadko uzyskuje się o większej porowatości.

Dla Ti3SiC2 kinetyka jest logarytmiczna dla wszystkich nielicznych gęstości i rozmiarów porów. Test cykliczny prowadzono przez 24 godziny w 1000°C (Ti2AlC) i 900°C (Ti3SiC2) przez łącznie 240 godzin. Wszystkie badane próbki Ti2AlC i Ti3SiC2 wykazały odporność na utlenianie i szok termiczny.

Warstwa ochronna utworzona w porowatych próbkach obu materiałów jest gęsta, dobrze przylega, nie ma pęknięć i jest odporna na cykle termiczne, chociaż powierzchnia jest zwiększona z powodu obecności porów.

Porowatość i wielkość wpływają na przyrost masy: im większy odsłonięty obszar, tym większy przyrost masy. W przypadku porowatego Ti2AlC zmiana z porowatości zamkniętej na porowatość otwartą znacznie zwiększa przyrost masy. Porowatość zmienia się z zamkniętej na otwartą. Wraz ze wzrostem porowatości zmienia się mechanizm dyfuzji tlenu przez próbkę, a także zmienia się mikrostruktura warstwy tlenkowej wewnątrz porów.

Z drugiej strony, wszystkie porowate próbki Ti3SiC2 mają warstwy tlenków o podobnej charakterystyce na wewnętrznej powierzchni porów. Nie stwierdzono ubytków masy we wszystkich próbkach podczas tworzenia warstwy tlenkowej, co wskazuje na brak zjawiska odpryskiwania, co świadczy o dobrej wytrzymałości i jakości materiału porowatego przygotowanego metodą metalurgii proszków.

Dlatego te porowate fazy maksymalne można rozważyć w przypadku urządzeń katalitycznych spalin, elektrod wysokotemperaturowych, urządzeń palnikowych lub zastosowań w warunkach spalania.

Wzrost przepuszczalności związany jest ze wzrostem porowatości i wielkości porów: oba sprzyjają przepływowi gazu przez próbkę. Różnica w przepuszczalności pomiędzy strukturami porów Ti2AlC i Ti3SiC2 o podobnej porowatości jest związana z porowatością makroskopową. Im większa porowatość makroskopowa, tym większa przepuszczalność.

Przy podobnej porowatości liniowy CTE nieznacznie wzrasta wraz ze wzrostem średniej wielkości porów, a wzrost porowatości zmniejsza liniowy CTE. Przewodność elektryczna i przepuszczalność wykazywane przez te największe pianki fazowe czynią je dobrymi kandydatami na urządzenia do katalitycznego spalania, elektrody wysokotemperaturowe lub podłoża ogniw paliwowych ze stałym tlenkiem lub wymienniki ciepła w kontakcie z agresywnymi płynami przenoszącymi ciepło.

Link do tego artykułu: Jakie są właściwości termofizyczne porowatych Ti2AlC i Ti3SiC2 wytworzonych metodą metalurgii proszków?

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi. Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Producent obróbki na dużą skalę toreb medycznych, świadcząc usługi projektowania 3D, prototypów i dostaw globalnych. Oferujemy również twarde etui, półtwarde pianki EVA, miękkie szyte etui, woreczki i wiele innych dla producentów OEM. Wszystkie etui są wykonane na zamówienie zgodnie ze specyfikacją z nieskończoną liczbą kombinacji materiały, formy, kieszenie, szlufki, zamki, uchwyty, logotypy i akcesoria. Odporne na wstrząsy, wodoodporne i przyjazne dla środowiska opcje. Części medyczne, reagowanie w sytuacjach awaryjnych, Części elektroniczne, korporacyjnym, edukacyjnym, wojskowym, ochroniarskim, sportowym, outdoorowym i budowlanym. Usługi obejmują konsultacje koncepcji przypadku, projektowanie 3D, prototypowanie, rototypowanie,Wiercenie CNC Usługi i produkcja.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z Tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel. Zapraszamy do bezpośredniego kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ).