Synthesis, microstructure, and properties of high purity Mo2TiAlC2 ceramics fabricated by spark plasma sintering

放电等离子烧结 材料科学 微观结构 维氏硬度试验 陶瓷 粒度 烧结 热膨胀 相对密度 分析化学(期刊) 石墨 晶粒生长 热导率 大气温度范围 复合材料 化学 物理 色谱法 气象学
作者
Yunhui Niu,Shuai Fu,Kuibao Zhang,Bo Dai,Haibin Zhang,Salvatore Grasso,Chunfeng Hu
出处
期刊:Journal of Advanced Ceramics [Springer Science+Business Media]
卷期号:9 (6): 759-768 被引量:43
标识
DOI:10.1007/s40145-020-0412-7
摘要

Abstract The synthesis, microstructure, and properties of high purity dense bulk Mo 2 TiAlC 2 ceramics were studied. High purity Mo 2 TiAlC 2 powder was synthesized at 1873 K starting from Mo, Ti, Al, and graphite powders with a molar ratio of 2:1:1.25:2. The synthesis mechanism of Mo 2 TiAlC 2 was explored by analyzing the compositions of samples sintered at different temperatures. It was found that the Mo 2 TiAlC 2 phase was formed from the reaction among Mo 3 Al 2 C, Mo 2 C, TiC, and C. Dense Mo 2 TiAlC 2 bulk sample was prepared by spark plasma sintering (SPS) at 1673 K under a pressure of 40 MPa. The relative density of the dense sample was 98.3%. The mean grain size was 3.5 μm in length and 1.5 μm in width. The typical layered structure could be clearly observed. The electrical conductivity of Mo 2 TiAlC 2 ceramic measured at the temperature range of 2–300 K decreased from 0.95 × 10 6 to 0.77 × 10 6 Ω–1·m–1. Thermal conductivity measured at the temperature range of 300–1273 K decreased from 8.0 to 6.4 W·(m·K) –1 . The thermal expansion coefficient (TEC) of Mo 2 TiAlC 2 measured at the temperature of 350–1100 K was calculated as 9.0 × 10 –6 K –1 . Additionally, the layered structure and fine grain size benefited for excellent mechanical properties of low intrinsic Vickers hardness of 5.2 GPa, high flexural strength of 407.9 MPa, high fracture toughness of 6.5 MPa·m 1/2 , and high compressive strength of 1079 MPa. Even at the indentation load of 300 N, the residual flexural strength could hold 84% of the value of undamaged one, indicating remarkable damage tolerance. Furthermore, it was confirmed that Mo 2 TiAlC 2 ceramic had a good oxidation resistance below 1200 K in the air.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
半颜完成签到,获得积分10
1秒前
失眠健柏发布了新的文献求助30
1秒前
wanci应助Owstar采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
cherry完成签到,获得积分10
2秒前
黄乐丹完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
平常送终发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
123完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
科目三应助zjc采纳,获得10
6秒前
晚意完成签到,获得积分10
7秒前
英姑应助hemafeifei采纳,获得10
7秒前
小罗黑的发布了新的文献求助10
7秒前
ca发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
Tenax发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
hky完成签到,获得积分10
11秒前
汪天宇完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
蚍蜉渡海完成签到,获得积分10
14秒前
今夜无人入眠完成签到,获得积分10
15秒前
kyt发布了新的文献求助10
16秒前
yan发布了新的文献求助10
16秒前
张必雨完成签到,获得积分10
16秒前
虚拟的胡萝卜关注了科研通微信公众号
18秒前
黄小豆留下了新的社区评论
18秒前
bkagyin应助小罗黑的采纳,获得10
18秒前
洁净的寻菱完成签到 ,获得积分10
19秒前
李宇应助蟒玉朝天采纳,获得20
19秒前
张必雨发布了新的文献求助10
19秒前
白asd完成签到,获得积分10
20秒前
李爱国应助赵琪采纳,获得10
21秒前
脑洞疼应助失眠健柏采纳,获得10
24秒前
Tenax完成签到,获得积分10
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7643621
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9216671
关于积分的说明 19772710
捐赠科研通 7209018
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276701
关于科研通互助平台的介绍 2438251
邀请新用户注册赠送积分活动 2274472