Синтез и исследование структуры MAX-фаз (Cr2/3Ti1/3)3AlC2 и Cr1.5Ti0.5AlC, полученных высокотемпературным спеканием в вакууме

Оводок Е. А.; Ивановская М. И.; Селезнев А. Е.; Злотский С. В.; Углов В. В.; Верещака А. А.

Синтез и исследование структуры MAX-фаз (Cr_2/3Ti_1/3)₃AlC₂ и Cr_1.5Ti_0.5AlC, полученных высокотемпературным спеканием в вакууме

Оводок Е. А., Ивановская М. И., Селезнев А. Е., Злотский С. В., Углов В. В., Верещака А. А.

2025

Методом спекания в вакууме при 1300 ºС порошков Cr, Al, графита и TiC или Ti получены продукты, состоящие из двух МАХ-фаз: 312 и 211, преобладающее формирование которых зависит от типа прекурсора — TiC или Ti. При синтезе из Cr:Al:TiC:C преобладает МАХ-фаза 312 (Cr2/3Ti1/3)3AlC2, а при синтезе из Cr:Al:Ti:C — МАХ-фаза 211 Cr1.5Ti0.5AlC. В качестве примесей в образцах присутствуют á-Al2O3, карбиды и оксиды хрома. Сочетание методов рентгеновской дифракции и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии позволило выявить существенные различия в химическом и фазовом составах поверхности и объема образцов. Установлено, что оксиды алюминия и хрома, а также карбид Cr7C3 формируются на поверхности МАХ-фаз в процессе синтеза, подобно тому, как это происходит при термическом окислении Cr2AlC и формировании на поверхности защитного слоя из á-Al2O3/Cr7C3. Образование защитного слоя имеет важное значение для получения материала на основе Cr–Ti–Al–C с высокой термохимической стабильностью в агрессивных средах.

Оводок Е. А., Ивановская М. И., Селезнев А. Е., Злотский С. В., Углов В. В., Верещака А. А. Синтез и исследование структуры MAX-фаз (Cr_2/3Ti_1/3)₃AlC₂ и Cr_1.5Ti_0.5AlC, полученных высокотемпературным спеканием в вакууме. Журнал прикладной спектроскопии. 2025;92(6):753-760.

Цитирование

Список литературы

1. L. Toth. Transition Metal Carbides and Nitrides, New York and London, Academic Press (1971)

2. H. J. Goldschmidt. Interstitial Alloys B.1, London, Butterworths (1967)

3. M. W. Barsoum. MAX Phases: Properties of Machinable Ternary Carbides and Nitrides, Wiley-VCH, Germany (2013), https://doi.org/10.1002/9783527654581

4. D. J. Tallman, B. Anasori, M. W. Barsoum. Mater. Res. Lett., 1 (2013) 115-125, https://doi.org/10.1080/21663831.2013.806364

5. L. Shen. Autonomous crack healing in Cr2AlC and Ti2AlC MAX phase. Dissertation (TU Delft), Delft University of Technology (2016), https://doi.org/10.4233/uuid:bece20f8-1d72-425e-b4b1-5d817e54f762

6. Z. Liu, E. Wu, J. Wang, Y. Qian, H. Xiang, X. Li, Q. Jin, G. Sun, X. Chen, J. Wang, M. Li. Acta Mater., 73 (2014) 186-193, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2014.04.006

7. Z. Liu, L. Zheng, L. Sun, Y. Qian, J. Wang, M. Li. J. Am. Ceram. Soc., 97 (2013) 67-69, https://doi.org/10.1111/jace.12731

8. J. C. Schuster, H. Nowotny, C. Vaccaro. J. Solid State Chem., 32 (1980) 213, https://doi.org/10.1016/0022-4596(80)90569-1

9. E. A. Levashov, Y. S. Pogozhev, D. V. Shtansky, M. I. Petrzhik. Russ. J. Non-Ferrous Metals, 50 (2009) 151-159, https://doi.org/10.3103/S1067821209020151.

10. M. W. Barsoum. J. Electrochem. Soc., 148 (2001) 544-550, https://doi.org/10.1149/1.1380255

11. Z. Lin, Y. Zhou, M. Li, J. Wang. Int. J. Mater. Res., 96 (2022) 291-296, https://doi.org/10.3139/ijmr-2005-0051

12. J. Haemers, R. Gusmão, Z. Sofer. Small Methods, 4 (2020) 190780, https://doi.org/10.1002/smtd.201900780

13. D. Briggs, M. P. Seah. Practical Surface Analysis by Auger and X‐ray Photoelectron Spectroscopy, John Wiley and Sons Ltd. Chichester (1983)

14. B. Anasori, M. Dahlqvist, J. Halim, E. J. Moon, J. Lu, B. C. Hosler, E. N. Caspi, S. J. May, L. Hultman, P. Eklund, J. Rosén, M. W. Barsoum. J. Appl. Phys. 118 (2015) 094304, https://doi.org/10.1063/1.4929640.

15. Е. А. Оводок, М. И. Ивановская, А. Е. Селезнев, С. В. Злотский, И. И. Углов, Е. Сотова. Журн. прикл. спектр., 92 (2025) 70-78, https://doi.org/10.1007/s10812-025-01879-0

16. E. A. Ovodok, M. I. Ivanovskaya, A. E. Seleznev, S. V. Zlotsky, V. V. Uglov, A. A. Vereschaka. High Temperature Material Processes: An International Quarterly of High-Technology Plasma Processes, 29 (2025) 9-21, https://doi.org/10.1615/HighTempMatProc.2024056816.

17. E. A. Ovodok, M. I. Ivanovskaya, S. K. Poznyak, A. M. Maltanova, I. I. Azarko, M. Micusik, M. Omastava, A. Aniskevich. Thin Solid Films, 771 (2023) 139759, https://doi.org/10.1016/j.tsf.2023.139759

18. A. V. Linde, A. A. Kondakov, I. A. Studenikin, N. A. Kondakova, V. V. Grachev. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings, 4 (2022) 25-33, https://doi.org/10.17073/1997-308X-2022-4-25-33

19. X. H. Wang, Y. C. Zhou. Mater. Res. Innovations, 7 (2003) 381-390, https://doi.org/10.1007/s10019-003-0278-7

20. W. Tian, P. Wang, Y. Kan, G. Zhang. J. Mater. Sci., 43 (2008) 2785-2791, https://doi.org/10.1007/s10853-008-2516-2

21. Z. J. Lin, M. S. Li, J. Y. Wang, Y. C. Zhou. Acta Mater., 55 (2007) 6182-6191, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2007.07.024

22. Z. J. Lin, Y. C. Zhou, M. S. Li. J. Mater. Sci. Technol., 23 (2007) 721-746

23. M. Naguib, M. W. Barsoum, Y. Gogotsi. Adv. Mater., 33 (2021) 2103393, https://doi.org/10.1002/adma.202103393

24. М. И. Ивановская, Е. А. Оводок, С. К. Позняк, Д. А. Котиков, И. А. Свито. Журн. прикл. спектр., 89 (2022) 477-484 https://doi.org/10.1007/s10812-022-01405-6

Источник

Информация

Автор

Оводок Е. А. Учреждение БГУ “Научно-исследовательский институт физико-химических проблем”
Ивановская М. И. Учреждение БГУ “Научно-исследовательский институт физико-химических проблем”
Селезнев А. Е. Московский государственный технологический университет “СТАНКИН”
Злотский С. В. Белорусский государственный университет
Углов В. В. Белорусский государственный университет
Верещака А. А. Институт конструкторско-технологической информатики РАН

Страницы

753-760

Год издания

2025

Ключевые слова

Коллекции

Журнал прикладной спектроскопии