СИНТЕЗ Ti2AlC В РАСПЛАВЕ KBr: ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

МАХ-фазы различного состава в последнее время находят все более широкое применение благодаря своей слоистой структуре и свойствам, характерным для керамических материалов и металлов. Поэтому большое значение имеет разработка легко масштабируемых методов получения данных соединений, характеризующихся повышенной фазовой чистотой. В работе изучено влияние на состав и свойства такой МАХ-фазы, как Ti2AlC, условий ее получения с применением защитного расплава солей (на примере KBr), в частности, соотношений исходных реагентов (n(Ti):n(Al):n(C)),температуры и длительности термической обработки. Установлено, что при температуре 1100∘C наибольший выход Ti2AlC (94.4%) достигается при мольном соотношении n(Ti):n(Al):n(C) =2:1.1:0.9. Показано, что при температурах синтеза от 900 до 1100∘C содержание целевой МАХ-фазы изменяется незначительно (от 94 до 96%), максимальное содержание Ti2AlC установлено приполучении образца при температуре 1000∘C. Изучено также влияние температуры синтеза (900,1100 и 1200∘C) на микроструктуру, термическое поведение в токе воздуха и величину работы выхода электрона.

Об авторах

Е. П. Симоненко

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: ep_simonenko@mail.ru
Москва, Россия

И. А. Нагорнов

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Москва, Россия

А. С. Мокрушин

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Москва, Россия

В. М. Сапронова

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН; Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Москва, Россия; Москва, Россия

Ф. Ю. Горобцов

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Москва, Россия

Н. П. Симоненко

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Москва, Россия

Н. Т. Кузнецов

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Nagornov I.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67.№5. P. 705. https://doi.org/ 10.1134/S0036023622050187
  2. Haftani M., Saeedi Heydari M., Baharvandi H.R. et al. // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2016. V. 61. P. 51. https://doi.org/ 10.1016/j.ijrmhm.2016.07.006
  3. Tallman D.J., Anasori B., Barsoum M.W. // Mater. Res. Lett. 2013. V. 1.№3. P. 115. https://doi.org/ 10.1080/21663831.2013.806364
  4. Elsenberg A., Busato M., Gartner F. et al. // J. Therm. Spray Technol. 2021. V. 30.№3. P. 617. https://doi.org/ 10.1007/s11666-020-01110-w
  5. Poulou A., Mellan T.A., Finnis M.W. // Phys. Rev. Mater. 2021. V. 5.№3. P. 033608. https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.5.033608
  6. Aydinyan S. // Ceram. Int. 2024. V. 50.№7. P. 12263. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.01.130
  7. Li Z., Zhang Y., Wang K. et al. // Corros. Sci. 2024. V. 228. P. 111820. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2024.111820
  8. Liu P.,Wang Z., Ye F. et al. // Composites Part B: Eng. 2024. V. 273. P. 111259. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2024.111259
  9. Lee H., Kim S.Y., Lee Y. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2023. V. 106.№12. P. 7230. https://doi.org/10.1111/jace.19217
  10. Simonenko T.L., Simonenko N.P., Gorobtsov P.Y. et al. // Materials (Basel). 2023. V. 16.№18. P. 6133. https://doi.org/10.3390/ma16186133
  11. Bharti B., Kumar Y., Gupta M. et al. // ECS Trans. 2022. V. 107.№1. P. 1751. https://doi.org/10.1149/10701.1751ecst
  12. Aslam M.K., Xu M. // Nanoscale. 2020. V. 12.№30. P. 15993. https://doi.org/10.1039/D0NR04111D
  13. Cichero M.C., Zimnoch Dos Santos J.H. // Mater. Res. Found. 2019. V. 51. P. 1. https://doi.org/10.21741/9781644900253-1
  14. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Mokrushin A.S. et al. // Nanomaterials. 2023. V. 13.№5. P. 850. https://doi.org/10.3390/nano13050850
  15. Simonenko E.P., Nagornov I.A., Mokrushin A.S. et al. // Materials (Basel). 2023. V. 16.№13. P. 4506. https://doi.org/10.3390/ma16134506
  16. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Nagornov I.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 11. P. 1850. https://doi.org/10.1134/ S0036023622601222
  17. Ganesh P.-S., Kim S.-Y. // J. Ind. Eng. Chem. 2022. V. 109. P. 52. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2022.02.006
  18. Sivasankarapillai V.S., Sharma T.S.K., Hwa K.-Y. et al. // ES Energy Environ. 2022. V. 15. P. 4. https://doi.org/10.30919/esee8c618
  19. Alwarappan S., Nesakumar N., Sun D. et al. // Biosens. Bioelectron. 2022. V. 205. P. 113943. https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113943
  20. Shah N., Wang X., Tian J. // Mater. Chem. Front. 2023. V. 7.№19. P. 4184. https://doi.org/10.1039/D3QM00216K
  21. Li K., Zhang S., Li Y. et al. // Chinese J. Catal. 2021. V. 42.№1. P. 3. https://doi.org/10.1016/S1872-2067(20)63630-0
  22. Xie X., Zhang N. // Adv. Funct. Mater. 2020. V. 30. №36. P. 2002528. https://doi.org/10.1002/adfm.202002528
  23. Liu Z., Sun C., Xu M. et al. // Mater. Lett. 2024.V. 365. P. 136437. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2024.136437
  24. Wang W., Xu J., Zuo J. et al. // Acta Metall. Sin. (English Lett). 2024. V. 37.№4. P. 739. https://doi.org/10.1007/s40195-023-01647-z
  25. Perevislov S.N., Sokolova T.V., Stolyarova V.L. // Mater. Chem. Phys. 2021. V. 267. P. 124625. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124625
  26. Hoffman E.N., Vinson D.W., Sindelar R.L. et al. // Nucl. Eng. Des. 2012. V. 244. P. 17. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2011.12.009
  27. Qiu B.,Wang J., Deng Y. et al. // Nucl. Eng. Technol. 2020. V. 52.№1. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.net.2019.07.030
  28. Azina C., Badie S., Litnovsky A. et al. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2023. V. 259. P. 112433. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2023.112433
  29. Ma H.-B., Xue J.-X., Zhai J.-H. et al. // Ceram. Int. 2020. V. 46.№9. P. 14269. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.02.155
  30. Fitriani P., Yoon D.-H. // Ceram. Int. 2018. V. 44. №18. P. 22943. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.09.090
  31. Fitriani P., Septiadi A., Hyuk J.D. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2018. V. 38.№10. P. 3433. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2018.04.006
  32. Septiadi A., Fitriani P., Sharma A.S. et al. // J. Korean Ceram. Soc. 2017. V. 54.№4. P. 340. https://doi.org/10.4191/kcers.2017.54.4.08
  33. Jimenez C., Mergia K., Lagos M. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2016. V. 36.№3. P. 443. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2015.09.038
  34. Katoh Y., Snead L.L., Cheng T. et al. // J. Nucl. Mater. 2014. V. 448.№1–3. P. 497. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2013.10.002
  35. Wu J., Yan J., Peng H. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2024. V. 44.№6. P. 3777. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2023.12.097
  36. Chen W., Chen J., Zhu M. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2021. V. 41.№13. P. 6248. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.06.037
  37. Badie S., Dash A., Sohn Y.J. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2021. V. 104.№4. P. 1669. https://doi.org/10.1111/jace.17582
  38. Cai L., Huang Z., Hu W. et al. // Int. J. Appl. Ceram. Technol. 2018. V. 15.№5. P. 1212. https://doi.org/ 10.1111/ijac.12902
  39. Naik Parrikar P., Benitez R., Gao H. et al. // Exp. Mech. 2017. V. 57.№5. P. 675. https://doi.org/10.1007/s11340-017-0264-4
  40. Bei G., Pedimonte B., Fey T. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2013. V. 96.№5. P. 1359. https://doi.org/10.1111/jace.12358
  41. He G., Zhang Y., Yao P. et al. // J. Mater. Sci. Technol. 2023. V. 137. P. 91. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2022.07.037
  42. Rangaraj L., Kashimatt V., Pooja et al. // Int. J. Appl. Ceram. Technol. 2022. https://doi.org/10.1111/ijac.14064
  43. Podhurska V.Y., Ostash O.P., Vasyliv B.D. et al. // Wear Resistance of Ti–Al–C MAX Phases-Based Materials for Pantographs Inserts of Electric Vehicles. 2021. Р. 607. https://doi.org/10.1007/978-3-030-51905-6_42
  44. Liu Z., Yang J., Qian Y. et al. // Ceram. Int. 2020. V. 46.№14. P. 22854. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.06.055
  45. Magnus C., Cooper D., Sharp J. et al. // Wear. 2019. V. 438–439. P. 203013. https://doi.org/10.1016/j.wear.2019.203013
  46. Hu L., Kothalkar A., Proust G. et al. // J. Alloys Compd. 2014. V. 610. P. 635. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.04.224
  47. Chen Y.L., Zhu X.Y., Lu P.J. et al. // Appl. Mech. Mater. 2014. V. 543–547. P. 3869. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.543547.3869
  48. Liu X., Jia Q., Zhang S. et al. // Int. Mater. Rev. 2024. V. 69.№2. P. 107. https://doi.org/10.1177/09506608231219864
  49. Galvin T., Hyatt N.C., Rainforth W.M. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2018. V. 38.№14. P. 4585. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2018.06.034
  50. Dash A., Va.en R., Guillon O. et al. // Nat. Mater. 2019. V. 18.№5. P. 465. https://doi.org/10.1038/s41563-019-0328-1
  51. Luo W., Liu Y., Wang C. et al. // J. Mater. Chem. C. 2021. V. 9.№24. P. 7697. https://doi.org/10.1039/D1TC01338F
  52. Nadimi H., Soltanieh M., Sarpoolaky H. // Ceram. Int. 2022. V. 48.№7. P. 9024. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.12.084
  53. Liu Z., Xu J., Xi X. et al. // Ceram. Int. 2023. V. 49. №1. P. 168. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.08.325
  54. Zhong Y., Liu Y., Jin N. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2023. V. 106.№9. P. 5567.https://doi.org/10.1111/jace.19178
  55. Zhang Z., Zhou Y., Wu S. et al. // Ceram. Int. 2023. V. 49.№22. P. 36942. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.09.025
  56. Tan Y., Xia Y., Teng Z. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2021. V. 41.№8. P. 4658. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.03.027
  57. Simonenko E.P., Nagornov I.A., Mokrushin A.S. et al. // Micromachines. 2023. V. 14.№4. P. 725. https://doi.org/10.3390/mi14040725
  58. Liu A., Yang Q., Ren X. et al. // Ceram. Int. 2020. V. 46.№5. P. 6934. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.11.008
  59. Roy C., Banerjee P., Bhattacharyya S. // J. Eur. Ceram. Soc. 2020. V. 40.№3. P. 923. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.10.020
  60. Roy C., Banerjee P., Mondal S. et al. // Mater. Today Chem. 2022. V. 26. P. 101160. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2022.101160
  61. Симоненко Е.П., Мокрушин А.С., Нагорнов И.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2024. № 9.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024