Publication Details:

Լույս է տեսնում 1948 թվականից՝ տարին 4 անգամ։

Journal or Publication Title:

ՀՀ ԳԱԱ և ՀՊՃՀ Տեղեկագիր. Տեխնիկական գիտություններ =Proceedings of the NAS RA and SEUA: Technical Sciences

Date of publication:

2025

Volume:

78

Number:

1

ISSN:

0002-306X

Official URL:

Additional Information:

Aghbalyan S. G., Sahakyan N. G., Sasuntsyan M. E., Агбалян С.Г., Саакян Н. Г., Сасунцян М. Е.

Other title:

Analysis Of Methods For Obtaining Max-Phases And Developing An Optimal Technological Scheme ; Анализ методов получения Max-фаз и разработкаоптимальной технологической схемы

Contributor(s):

Պատ․ խմբ․՝ Ա․ Գ․ Նազարով (1957-1964) ; Մ․ Վ․ Կասյան (1964-1988) ; Ռ․ Մ․ Մարտիրոսյան (1989-2017 ) ; Գլխավոր խմբ․՝ Վ․ Շ․ Մելիքյան (2018-)

Coverage:

5-18

Abstract:

MAX-ֆազերը (Mn+1AXn, որտեղ M-ը անցումային մետաղ է, A-ն՝ հիմնական խմբերի տարրը, X-ը՝ ածխածինը կամ ազոտը, n=1…3) օժտված են յուրահատուկ ֆիզիկամեխանիկական հատկություններով, ինչպիսիք են բարձր ամրությունը, մածուցիկությունը, ջերմակայունությունը և էլեկտրամագնիսական բնութագրերը: Այս նյութերի պահանջարկը շատ մեծ է հատկապես միկրոէլեկտրոնիկայում: Սակայն MAX-ֆազերի զանգվածային արտադրությունը դեռևս մնում է չլուծված և հանդիսանում է հրատապ խնդիր: Աշխատանքում վերլուծվել են MAX-ֆազերի ստացման գոյություն ունեցող մեթոդները, ներառյալ MAX-ֆազերով համակցված նյութերի ստացման հրամետալուրգիական եղանակը, ծակոտկեն մամլվածքների եռակալումը, քիմիական գոլորշիների նստեցումը (ՔԳՆ), բարձրջերմաստիճանային ինքնատարածվող սինթեզը (ԲԻՍ), համակցված MAX- ֆազերի ստացման կերամիկական եղանակը: Արդյունքում առաջարկվել է օպտիմալ տեխնոլոգիական սխեմայի ընտրում և հիմնավորում՝ հետագա ներդրման նպատակով: Աշխատանքում ուսումնասիրվել է երկաթ և սիլիցիում պարունակող MAX-ֆազերի ստացման գործընթացը ԲԻՍ մեթոդով։ Կատարվել են ստացված նմուշների ռենտգենակառուցվածքային, ռենտգենասպեկտրային և մորֆոլոգիական վերլուծություններ։ Ցույց է տրվել, որ ԲԻՍ մեթոդը արդյունավետ է հատկապես բարձր ելքով և էներգիայի նվազագույն ծախսերով MAX-ֆազեր ստանալու դեպքում: Ստացված նմուշներն ունեն խիտ բյուրեղային կա- ռուցվածք և միատարր ֆազային բաշխվածություն, ինչը դրանք հեռանկարային է դարձնում բարձրջերմաստիճանային ծածկույթների ստացման, էլեկտրոնիկայի և այլ ոլորտներում օգտագործելու համար: Դիտարկվել են նաև սինթեզի պայմանների օպտիմալացման և օգտագործվող տարրերի համակցությունների ընդլայնման հետագա հետազոտությունների հեռանկարները: MAX-ֆազ ստանալու համար սինթեզի օպտիմալ պայմաններն ընտրվել են՝ համաձայն (Fe,Ti)3(Al,Si)C2 բանաձևի: Ցույց է տրվել, որ ֆերոսիլիցիումի, տիտանի, ալյումինի և ածխածնի փոշիներից պատրաստված բովախառնուրդից ԲԻՍ մեթոդով ստացվել է փոշենման արգասիք, որում MAX-ֆազի պարունակությունը կազմել է 93% ըստ զանգվածի, որտեղ երկաթով հարուստ Fe5Si3, Fe3Si և FeSi ֆազերի պարունակությունը հիմնական զանգվածին տալիս է ֆերոմագնիսական հատկություններ: Չլուծվող խառնուրդի պարունակությունը՝ ըստ զանգվածի, կազմում է 7% (5% Ti5Si3 և 2% TiC): Ստացված MAX-ֆազերի միկրոկառուցվածքն ունի շերտավոր, լամինատային տեսք և օժտված է ֆերոմագնիսական հատկություններով:
MAX-фазы (Mn+1AXn, где М – переходный металл, А – элемент основной группы, Х – углерод или азот, n=1...3) обладают уникальными физико-механическими свойствами, такими как высокая прочность, вязкость, термическая стабильность и электромагнитные характеристики. Спрос на эти материалы очень высок, особенно в микроэлектронике. Однако проблема массового производства MAX-фаз до сих пор остается нерешенной и актуальной. В работе проанализированы существующие методы получения MAX-фазы, в том числе пирометаллургический метод получения MAX-фазовых композиционных материалов, методы спекания пористых прессованных образцов, химического осаждения из газовой фазы, самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), керамический метод получения MAX-фазовых композитов. В результате предложены выбор и обоснование оптимальной технологической схемы для дальнейшей реализации. Изучен процесс получения MAX-фазы, содержащей железо и кремний, методом СВС. Проведен рентгеноструктурный, рентгеноспектральный и морфологический анализ полученных образцов. Показано, что метод СВС особенно эффективен при получении MAX-фазы с высоким выходом и минимальными энергетическими затратами. Полученные образцы имеют плотную кристаллическую структуру и однородное фазовое распределение, что делает их перспективными для получения высокотемпературных покрытий, использования в электронике и других областях. Рассмотрены перспективы дальнейших исследований по оптимизации условий синтеза и расширению сочетаний используемых элементов. Для получения MAX-фазы были выбраны оптимальные условия синтеза по формуле (Fe,Ti)3(Al,Si)C2. Показано, что методом СВС получена порошковая смесь из порошков ферросилиция, титана, алюминия и углерода, в которой содержание MAX-фазы составило 93% по массе, где содержание богатых железом фаз Fe5Si3, Fe3Si и FeSi придает основной массе ферромагнитные свойства. Массовое содержание нерастворимой смеси составляет 7% (5% Ti5Si3 и 2 % TiC). Полученная микроструктура MAX-фазы имеет слоистый вид и обладает ферромагнитными свойствами․
MAX phases (Mn+1AXn, where M is a transition metal, A is a main group element, X is carbon or nitrogen, and n=1...3) possess unique physicochemical properties, such as high strength, toughness, thermal stability, and electromagnetic characteristics. The demand for these materials is particularly high in microelectronics. However, mass production of MAX phases remains an unresolved and relevant issue. This paper analyzes the existing methods for producing MAX phases, including the pyrometallurgical method for obtaining MAX phase composite materials, sintering of porous pressed samples, chemical vapor deposition (CVD), self-propagating high-temperat-ure synthesis (SHS), and the ceramic method for producing MAX phase composites. As a result, an optimal technological scheme has been proposed and justified for further implementation. The study focuses on the process of obtaining a MAX phase containing iron and silicon via the SHS method. X-ray structural, X-ray spectral, and morphological analyses of the obtained samples are conducted. It is shown that the SHS method is particularly effective for producing a MAX phase with high yield and minimal energy costs. The samples obtained have a dense crystalline structure and uniform phase distribution, making them promising for high-temperature coatings, applications in electronics, and other fields. Future research prospects for optimizing the synthesis conditions and expanding the combinations of elements used are also discussed. Optimal synthesis conditions were selected for obtaining the MAX phase according to the formula (Fe,Ti)3(Al,Si)C2. It was demonstrated that using the SHS method, a powder mixture of ferrosilicon, titanium, aluminum, and carbon was obtained, in which the content of the MAX phase was 93% by mass, with iron-rich phases such as Fe5Si3, Fe3Si, and FeSi imparting ferromagnetic properties to the main mass. The mass content of the insoluble mixture is 7% (5% Ti5Si3 and 2% TiC). The microstructure of the obtained MAX phase exhibits a layered appearance and possesses ferromagnetic properties.

Place of publishing:

Երևան

Publisher:

«Պոլիտեխնիկ» տպ.

Format:

pdf

Identifier:

oai:arar.sci.am:427630

Call number:

АЖ 413

Digitization:

ՀՀ ԳԱԱ Հիմնարար գիտական գրադարան

Location of original object:

ՀՀ ԳԱԱ Հիմնարար գիտական գրադարան