ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА И МИКРОСТРУКТУРЫ ПОРИСТЫХ КАРКАСОВ МАХ-ФАЗ Ti3AlC2 И Ti3SiC2, ПОЛУЧАЕМЫХ МЕТОДОМ СВС НА ВОЗДУХЕ И В ЗАЩИТНОЙ ОБОЛОЧКЕ ИЗ ПЕСКА

Рассматривается простой и недорогой способ синтеза пористых каркасов МАХ-фаз Ti3SiC2 и Ti3AlC2 методом СВС на воздухе и в засыпке из речного песка, при котором не требуется применения закрытого реактора со специальной атмосферой или вакуумом. Исследование макроструктуры синтезированных образцов на основе МАХ-фаз карбоалюминида титана и карбосилицида титана показало, что у образцов одинаковая пористость порядка 50 – 60 %, открытая пористость составляет около 40 %. Средний размер пор колеблется от 10 до 350 мкм. Микроструктура пористых каркасов Ti3SiC2 и Ti3AlC2 представляет собой характерные разнонаправленные блоки пластин МАХ-фаз, а также незначительное количество равноосных частиц TiC, окруженных однородной фазой TiSi или TiAl соответственно. Показано, что синтез пористых каркасов на воздухе приводит к образованию оксидных и нитридных фаз, плотно покрывающих поверхности, толщиной до 100 мкм. Процесс СВС под слоем песка позволяет уменьшить среднюю толщину оксидных и нитридных пленок на поверхности СВС-каркаса до 20 мкм. На синтезированных образцах обнаружен подповерхностный слой, состоящий из двух фаз: TiC – TiSi в каркасе Ti3SiC2 и TiC – TiAl в каркасе Ti3AlC2, толщина которого снижается с 50 мкм (СВС на воздухе) до 30 мкм (СВС под слоем песка). Установлено, что в закрытых порах оксидные и нитридные пленки отсутствовали в связи с тем, что к ним не было доступа атмосферных газов при остывании образцов.