Получение МАХ-фаз Ti2AlC и Ti3AlC2 в режиме СВС c восстановительной стадией

Аннотация

Работа посвящена получению порошков МАХ-фаз Ti₂AlC и Ti₃AlC₂ методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) по схеме магнийтермического восстановления из оксидного сырья. Источником титана служил его оксид TiO₂ , в качестве восстановителя использовался магний. Очистку от оксида магния проводили в разбавленной соляной кислоте при температуре 70 °С и концентрации 1 : 3. Выход целевого продукта при магнийтермическом восстановлении составляет 35–40 %. Выявлено, что при стехиометрическом соотношении компонентов продукт синтеза после химического выщелачивания в соляной кислоте состоит из Ti₂AlC, MgAl₂O₄ и TiC. Формирование шпинели MgAl₂O₄ связано с недостатком восстановителя магния в шихте, при этом часть алюминия вступает в реакцию восстановления титана из его оксида с образованием Al₂O₃ . Это приводит к получению шпинели MgO·Al₂O₃ . Увеличение содержания избыточного магния в шихте от 20 до 30 мас.% обусловливает полное восстановление титана из его оксида магнием с образованием МАХ-фазы Ti₂AlC и карбида титана. Снижение количества углерода в шихте на 10 мас.% влечет уменьшение доли карбида титана до 4 %. При избыточном содержании сажи от 20 до 35 % образуется продукт, содержащий МАХ-фазы Ti₃AlC₂ , Ti₂AlC и TiC, причем массовая доля Ti₃AlC₂ повышается от 86 до 89 % соответственно. Полученные порошки представляют собой агломераты (87 % из них меньше 65 мкм), состоящие из тонких пластин МАХ-фаз толщиной 70–100 нм.