Carburo di silicio e titanio, Ti3SiC2

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Carburo di silicio e titanio, Ti3SiC2

Negli ultimi anni, uno scienziato dei materiali ha sintetizzato una nuova classe di materiale ceramico di tipo 312, la formula generale per M3XZ2, tra cui la M è uno o più degli elementi metallici di transizione (come Ti, V), X è uno o più del seguente elemento del gruppo principale, un numero di elementi del gruppo principale III, IV (come Al Ge Si), Z è uno o più elementi non metallici (come CNB, ecc.),


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Negli ultimi anni, uno scienziato dei materiali ha sintetizzato una nuova classe di materiale ceramico di tipo 312, la formula generale per M3XZ2, tra cui la M è uno o più elementi metallici di transizione (come Ti, V), X è uno o più del seguente elemento del gruppo principale, un numero di III, IV elementi del gruppo principale (come Al Ge Si), Z è uno o più elementi non metallici (come CNB, ecc.), ci sono 312 sesso dello studio del ternario composto Ti3SiC2 principale Ti3AlC2 Ti3GeC2 hanno la stessa struttura cristallina, lo stesso gruppo spaziale circa / MMC Rappresentante tipico di questi composti è ciò che Ti3SiC2 è stratificato Ti3SiC2 materiale ceramico Titanio carburo di silicio Ti3SiC2 (Titanio carburo di silicio) è un tipo di materiale ceramico composito, ha le prestazioni di resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, resistenza ad alta resistenza e materiali metallici come la lavorabilità conduttiva della conducibilità termica e opportunità di sviluppo di materie plastiche negli anni '80, all'incirca a causa del rapido sviluppo L'ottimizzazione dell'agente rinforzante come fibra, baffo e aviazione molto apprezzati rispetto ai requisiti del motore, i compositi a matrice ceramica diventano il punto caldo della ricerca Grazie alla fibra, il baffo migliorato la sua tenacità è migliorata, ma a causa della preparazione di costi elevati e scarsa affidabilità , sono ancora difficili da applicare per risolvere questo problema i ricercatori hanno iniziato ad esplorare la natura sia del metallo che del materiale ceramico ad alta temperatura, finalmente hanno trovato nel sistema Ti - Si - C un carburo di silicio titanio Ti3SiC2 (Ti3SiC2) ha entrambe le caratteristiche di metallo a temperatura ambiente con buona conduttività termica e conducibilità elettrica, durezza Vickers relativamente bassa e alto modulo di elasticità; Duttile a temperatura ambiente, può essere lavorato come un metallo e plastica ad alte temperature; Allo stesso tempo, ha le proprietà di materiali ceramici, alto limite di snervamento, alto punto di fusione, elevata stabilità termica e buona resistenza all'ossidazione. Può mantenere un'elevata resistenza ad alta temperatura. Ciò che è più significativo è che ha un coefficiente di attrito inferiore e buone prestazioni di autolubrificazione rispetto al tradizionale lubrificante solido.
Già nel dicembre 2005, il Ministero statale della Scienza e della Tecnologia nel nostro paese ha emesso una dinamica ha detto: uno con diritti di proprietà intellettuale indipendenti, produzione di ceramica conduttiva Ti3SiC2 di una nuova generazione di diapositiva del pantografo del treno ad alta velocità nel programma nazionale 863 , argomenti tecnici sui materiali strutturali ad alte prestazioni, sviluppati internamente con il finanziamento del progetto per intraprendere l'unità dell'università di Pechino Jiaotong dopo due anni consecutivi per conquistare la tecnologia di sintesi di polvere ceramica Ti3SiC2, Ti3AlC2, Ti2SnC ad alta purezza, processo di produzione di skateboard, per completare il studio delle proprietà fisiche e chimiche, test di carico skateboard. Gli skateboard in ceramica della serie Ti3SiC2 sviluppati con successo da questo gruppo di ricerca sono caratterizzati da elevata conduttività, resistenza agli urti, resistenza all'abrasione, resistenza all'ablazione dell'arco, bassa abrasione del filo di contatto, ecc., Risolvendo efficacemente problemi come l'abrasione rapida del carbonio e skateboard per metallurgia delle polveri utilizzati in patria e all'estero, facili da rompere e grandi danni al filo di contatto. Gli skateboard in ceramica Ti3SiC2 sviluppati con successo in quell'anno hanno svolto un ruolo importante nello sviluppo della ferrovia ad alta velocità in Cina. Principali proprietà dei materiali ceramici stratificati Ti3SiC2
Ti3SiC2 combina le proprietà della ceramica e dei metalli. Il suo alto modulo elastico, l'alto punto di fusione e la stabilità alle alte temperature riflettono proprietà ceramiche simili. Alta conduttività, alto modulo elastico, alto punto di fusione e stabilità alle alte temperature riflettono le sue proprietà ceramiche simili.
Tabella 1. Proprietà principali della ceramica Ti3SiC2 (temperatura ambiente)
Studi sulla resistenza ai danni di Ti3SiC2 mostrano che c'è un grande danno pseudo-plastico
zona sotto la rientranza di Ti3SiC2. Il motivo è che Ti3SiC2 ha più meccanismi di assorbimento dell'energia durante i danni da contatto, come microfessure da diffusione, deflessione delle fessure, estrazione dei grani, piegatura dei grani, ecc. Inoltre, questo tipo di materiale ha una buona autolubrificazione. Questo tipo di materiale ha un'ampia prospettiva di applicazione come materiale per strutture ad alta temperatura, materiale per spazzole elettriche, materiale autolubrificante, materiale per lo scambio di calore e così via. Tuttavia, la durezza relativamente bassa, la resistenza all'usura e la resistenza all'ossidazione dei materiali ceramici ne limitano l'applicazione in occasioni delicate come la resistenza alla fatica, all'usura e all'ossidazione. Applicazione di materiali ceramici stratificati Ti3SiC2
(I) Applicazioni biomediche
In odontoiatria, i materiali o i componenti utilizzati nell'ambiente orale devono essere sia stabili che processabili per un lungo periodo di tempo a causa dell'ossidazione. Ti3SiC2 ha proprietà sia ceramiche che metalliche e una buona biocompatibilità, che ne consente l'utilizzo nel corpo umano. Ti3SiC2 può essere trasformato in fili di dimensioni precise senza lubrificante, quindi può essere trasformato in impianti o protesi per uso clinico in odontoiatria. Il modulo elastico di Ti3SiC2 è più vicino allo smalto o alla dentina rispetto alla zirconia (1,9 × 105 MPa), aumentando il suo potenziale di applicazione su perni o corone interne in ceramica. I materiali Ti3SiC2 derivati ​​da materiali ad alta temperatura auto-propaganti contengono tessuto poroso che può essere più facile da organizzare e da legare. Il basso coefficiente di attrito permette di applicarlo all'ortodonzia per aumentare lo slittamento e ridurre la resistenza all'attrito.
La resistenza alla corrosione e la resistenza all'ossidazione sono condizioni importanti per l'applicazione di questo materiale in ambiente orale e per la sua stabilità. Questo materiale e la polvere di porcellana sono entrambi materiali ceramici e il loro grado di legame può essere migliore di quello del metallo e della porcellana. Pertanto, l'ambito di applicazione di questo materiale può essere più ampio per la corona interna in ceramica.
Tuttavia, nell'attuale metodo di preparazione noto di Ti3SiC2, il processo di preparazione deve essere migliorato per ottenere blocchi di Ti3SiC2 puri, in modo da comprendere sempre più accuratamente le proprietà del materiale. Sono necessari ulteriori studi clinici e di laboratorio per confermare la biocompatibilità e praticabilità del materiale.
(2) applicazioni in materiali refrattari Con la diffusione della tecnologia di cottura rapida nell'industria ceramica, il ciclo di utilizzo dei mobili del forno sta diventando più breve e le condizioni di utilizzo sono più rigorose. Pertanto, è necessario migliorare continuamente la resistenza agli shock termici dei materiali dei mobili del forno per soddisfare le esigenze di sviluppo della tecnologia di cottura rapida nell'industria ceramica.
Essendo una sorta di refrattario di alta qualità, i mobili del forno hanno un'influenza importante sulla qualità dei prodotti cotti. Le ceramiche Ti3SiC2 non sono sensibili agli shock termici, la loro struttura a strati unica e il comportamento della plastica ad alta temperatura possono alleviare l'effetto dello stress termico.
Materiale attraverso △ T = 1400 ℃ resistenza allo shock termico residuo è ancora superiore a 300 MPa, le prestazioni di resistenza agli shock termici dei migliori possono sopportare una differenza di temperatura di 900 ℃. Allo stesso tempo, la ceramica Ti3SiC2 presenta i vantaggi di una buona resistenza chimica, facilità di lavorazione e basso costo relativo delle materie prime, rendendola un materiale ideale per mobili da forno da sviluppare.
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