.jpg)
vid Professorn Michel Barsoum
Dussina år sedan synthesized karakteriserade vi och fullständigt, för den första tiden, den trefaldiga sammansättningen, TiSiC32, och funnit det äg några av de bäst attributen av belägger med metall och keramik.1 Ett år mer sistnämnd visade upptäckte producerade vi, att denna sammansättning var men en av över sextio2 arrangerar gradvis, mest och pudrar in bildar i sixtiesna av H. Nowotny och medarbetare.3 I 19994 upptäckte realiserade vi43 TiAlN och att vi handlade med en mycket större familj av heltäckande som alla uppförde på motsvarande sätt.
Varvade Dessa, sexhörniga carbides och nitrides har den allmänna formeln: MAXn+1n (MAX) var n = 1 till 3, M är en tidig sortövergång belägger med metall, är A enGrupp (mestadels IIIA och IVA, grupperar viz. 13 och 14), beståndsdel, och X är endera C, och/eller N. Figurera 1 listar det för närvarande bekant MAXET arrangerar gradvis som har anmälts i i stora partier bildar. Om en inkluderar, arrangerar gradvis MAX upptäckt i tunt filmar bildar lista växer även större.5
.jpg) |
Figurera 1. Beståndsdelar i de periodiska bordlägger (överträffa) som reagerar tillsammans för att bilda MAXET arrangerar gradvis. Det rött kvadrerar föreställer M-Beståndsdelarna; blåttet, A-beståndsdelarna och svarten eller X är C, och/eller N. Bottna boxas listar de för närvarande bekant 211na, 312, och 413 arrangerar gradvis. Med undantaget av 413'sen som stora majoriteten av dessa arrangerar gradvis, upptäcktes av Nowotny och medarbetare i Wien i 60-tal.3 |
Mellan 1996, då vårt första pappers- publicerades, och i dag arrangerar gradvis har MAXET gemenskapen gjort enormt framsteg i överenskommelse som rekvisitan av dessa arrangerar gradvis. Dessa carbides och nitrides äger den ovanliga och, ibland som, unika är kemisk, läkarundersökningen som, är elektriska, och mekanisk rekvisita.6-9 De är elektriskt och termiskt ledande, klarast machinable (en handbok hacka-sågar suffices), inte känsligt till thermalen chockar, plast- på höga temperaturer och skadar ovanligt tolerantt. Några lika TiSiC32 och TiAlC2, är också elastiskt styva, lättvikts-, äckel, 10 tröttar ut, 11 resistent12 oxidation och korrosion -13 och underhåller deras strykor till höga temperaturer.14 Mest av MAXET arrangerar gradvis är bättre elektriska och termiska ledare än Ti.
Tre interrelated kännetecken skiljer hur dessa arrangerar gradvis deformerar i jämförelse till andra heltäckande i allmänhet och i lagra heltäckande i synnerhet: dennågot liknande naturen av bindningen; det grundläggande förskjutningsnedsteget och endast det grundläggande snedsteget, är operativa, och den unika kombinationen av vrider och klipper musikbandbildande, samman med delaminations av individkorn.15,16 Föreställer visat in Figurerar 2, visar unikheten av deformeringfunktionslägena av MAXET arrangerar gradvis. Figurera 3 illustrerar deras häftekännetecken: machinability.
.jpg) |
Figurera 2. a,) som Typiska micrographs för scanningelektronmikroskop av bröt TiSiC32 ytbehandlar. Notera det fina fjäll av delaminations; i princip är varje grundläggande plant ett plana snedsteg eller delamination;3 b) Överbryggad spricka i engrained TiSiC som32 testas på rumstemperaturen.11,17 |
.jpg) |
| Figurera 3. MAXET arrangerar gradvis kan honom bearbetade med maskin så lätt som belägger med metall. De all kan bearbetas med maskin genom att använda en manuell bågfil, illvilja faktumet att några av dem är tre så styva tider, som Ti belägger med metall och har den samma tätheten som Ti. Mekanismen, som de bearbetar med maskin vid, emellertid, är, inte som skulle man kammar hem glass - dvs. vid plast- deformering - men ganska som en skulle rakningis. De kan också poleras till en metallisk lyster på grund av deras utmärkta elektriska conductivities. Glid artighet av Kanthal Corp. av Sverige som licenserade teknologin från den Drexel Universitetar. |
Interestingly är den, genom att karakterisera den unika mekaniska rekvisitan av MAXET, arrangerar gradvis - e.g.; polycrystalline TiSiC3 cylindrar2 kan vara upprepade gånger komprimerade på rumstemperaturen, upp till spänningar av 1 GPa och återställer fullständigt på borttagningen av laddastunderna som skingrar 25% av den energin18 - upptäckte vi att vrida non-linjära heltäckande, och micromechanismen, som är ansvariga för dem, namely som är begynnes, vrider musikband. 19
Potentiella applikationer för MAXET arrangerar gradvis inkluderar uppvärmningbeståndsdelar (Figs. 3a och b), gasar gasbrännaredysor i corrosivemiljöer (Fig. 3c), mycket varma lager20 (Fig. 3d), diamant/TiSiC32 komposit för torr borrande av hårdnar (framkallat med Hilti Corp.) (Fig. 4e), exempel av mycket tunt - walled delar som tillverkas av snedstegrollbesättning (Fig. 4f).
.jpg) |
| Figurera 4. Exempel av potentiellt MAX arrangerar gradvis applikationartighet av Kanthal Corp., och 3-ONE- 2, företagsDr.en El-Raghy och Jag grundade några år sedan för att framkalla applikationer för MAXET arrangerar gradvis. |
Hänvisar till
1. Barsoum, M.W. & El-Raghy, T., Syntes och Karakterisering av ett Anmärkningsvärt Keramiskt: TiSiC32. J. Amer. Cer. Soc. 79 (7), 1953-1956 (1996).
2. Barsoum, M.W., Brodkin, D. & El-Raghy, T., I lager Machinable Keramik För Mycket Varma Applikationer. Scrip. Mött. et. Mater. 36 535-541 (1997).
3. Nowotny H., håla för Struktuchemie Einiger Verbindungen derUbergangsmetalle mit elementen C, Si, Ge, Sn. Prog. Halvledar- Chem. 2 27 (1970).
4. Barsoum, M.W. o.a., ÖverföringsElektronMicroscopy Med Hög Upplösning av TiAlN43 eller TiAlN322 Återbesökte. J. Amer. Cer. Soc. 82 (9), 2545-2547 (1999).
5. Eklund, P., Beckers, M., Jansson, U., Högberg, H. & Hultman, L., MAXETn+1n arrangerar gradvis: Materialvetenskap och tunn-filmar att bearbeta. Tunna Heltäckande Filmar 518, 1851-1878 (2010).
6. Barsoum M.W., Mn+1AXnen Arrangerar Gradvis: ett Nytt Klassificerar av Heltäckande; Thermodynamically Stabila Nanolaminates. Prog. Halvledar- Chem 28, 201-281 (2000).
7. Barsoum M.W. Läkarundersökning Rekvisita av MAXET Arrangerar Gradvis i Encyklopedien av MaterialVetenskap och Teknologi som o.a. redigeras av K.H.J. Buschow (Elsevier, Amsterdam, 2006).
8. Barsoum, M.W. & Radovic, M., Mekanisk Rekvisita av MAXET Arrangerar Gradvis i Encyklopedien av MaterialVetenskap och Teknologi som redigeras av R.W. Cahn K.H.J. Buschow, M.C. Flemings, E.J. Kramer, S. Mahajan och P. Veyssiere (Elsevier, Amsterdam, 2004).
9. Barsoum M.W., MAXET Arrangerar Gradvis och Deras Rekvisita i KeramikVetenskap och Teknologi, Vol. 2: Rekvisita som redigeras av R.R. Riedel & I. - W. Chen (Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2010), Vol. 2.
10. Radovic, M., Barsoum, M.W., El-Raghy, T. & Wiederhorn, S.M., Tänjbar Äckel av Grov-Grained (µm 100-300) TiSiC32 i °CTemperaturen 1000-1200 Spänner. J. Legerar och Compds. 361 299-312 (2003).
11. Gilbert, C.J. o.a., Trötta utSpricka Tillväxt och Bryter Rekvisita av Grova och Finegrained TiSiC32. Scripa Materialia 238 (2), 761-767 (2000).
12. Sundberg, M., Malmqvist, G., Magnusson, A., & El-Raghy, T., Alumina som Bildar Mycket Varma Silicides och Carbides. KeramikLandskamp 30, 1899-1904 (2004).
13. Jovic, V.D., Barsoum, M.W., Jovic, B.M., Gupta, S. & El-Raghy, T., KorrosionsUppförande av Valt MAX Arrangerar Gradvis i NaOH, HCl och HSO24. Corr. Vetenskap 48, 4274-4282 (2006).
14. El-Raghy, T., Barsoum, M.W., Zavaliangos, A., & Kalidindi, S.R., Bearbeta och mekanisk rekvisita av TiSiC32: II verkställer av korn storleksanpassar och deformeringtemperatur. J. Amer. Cer. Soc. 82 2855-2860 (1999).
15. Barsoum, M.W. & El-Raghy, T., Ductile Carbides för Rumstemperatur. Metallurgical och MaterialTrans. 30A 363-369 (1999).
16. Barsoum, M.W., Farber, L., El-Raghy, T. & Levin, I., Förskjutningar, Vrider Musikband och RumstemperaturPlasticity av Ti3SiC2. Mött. Mater. Trans. 30A 1727-1738 (1999).
17. Chen, D., Shirato, K., Barsoum, M.W., El-Raghy, T. & Ritchie, R.O., Cyklisk TrötthetsSprickaTillväxt och Bryter Rekvisita i Keramik Ti3SiC2 på Högstämda Temperaturer. J. Amer. Cer. Soc. 84 2914 (2001).
18. Barsoum, M.W., Zhen, T., Kalidindi, S.R., Radovic, M. & Murugahiah, A., Fullständigt Reversible, Förskjutning-Baserad Compressive Deformering av TiSiC32 till 1 GPa. NaturMaterial 2, 107-111 (2003).
19. Barsoum, M.W. & Basu, S. som Vrider Ickelinjära ResårHeltäckande i Encyklopedien av MaterialVetenskap och Teknologi som redigeras av R.W. Cahn K.H.J. Buschow, M.C. Flemings, B. Ilschner, E.J. Kramer, S. Mahajan och P. Veyssiere (Elsevier, Oxford, 2010), pp. 1-23.
20. Gupta, S., Filimonov, D., Zaitsev, V., Palanisamy, T., & Barsoum, M.W. som, Är Omgivande och 550 grader tribological uppförande för C av valt MAX, arrangerar gradvis mot Ni-Baserade superalloys. Ha på sig 264, 270-278 (2008).
Ta Copyrightt på AZoNano.com, Professorn Michel W. Barsoum (den Drexel Universitetar)