Сотрудники лаборатории физики консолидации порошковых материалов Института физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН провели исследование микроструктуры и фазового состава продуктов синтеза, полученных в режиме безгазового горения реакционных порошковых смесей титана, алюминия и кремния (Ti₅Si₃+10-40 мас. % Al). Выявлена зависимость температуры горения зависит от содержания алюминия в реакционных смесях: с увеличением содержания алюминия Тг монотонно уменьшается. 

Продукты синтеза в порошковых смесях титана, кремния и алюминия представляют собой композит из двух тугоплавких соединений: силицид титана Ti₅Si₃ и триалюминид титана TiAl₃. Относительное содержание силицида и алюминида, дисперсность структуры и степень дефектности гранул композита зависят от содержания алюминия в реакционных порошковых смесях.

Определена стойкость композитов к окислению при нагреве на воздухе в интервале температур 600–1100 °С. Окалиностойкость синтезированных порошковых композитов определяется в бóльшей степени дефектностью структуры гранул (поры и трещины), а не их фазовым составом.

Установлен состав реакционной смеси, продукты синтеза в которой имеют окалиностойкость в 1,5–3 раза выше (смесь № 2 – Ti₅Si₃ + 20 % Al), чем у других исследованных композитов, а также у однофазных силицида и триалюминида. Композиционные порошки, синтезированные из смеси этого состава, представляют практический интерес в качестве фидстоков для напыления окалиностойких покрытий на титан и его сплавы.

Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема номер FWRW-2021-0005: G.A. Pribytkov, V.V. Korzhova, I.A. Firsina, A.V. Baranovskiy, and V.P. Krivopalov. Scale Resistance of Titanium Silicide Ti₅Si-Titanium-Aluminide TiAl₃ Powder Composites. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2023, Vol. 59, No. 2, pp. 265-271. DOI: 10.1134/S2070205123700223 (Impact Factor 0.943, Q2 Scopus).

Источник: Институт физики прочности и материаловедения СО РАН.