The study of homogeneity of the hexagonal Ti3AlC2 phase with inclusions of the titanium carbide

Анотація

Методом енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії отримано карти просторових розподілів Ti, Al та C на двох поверхнях гексагональної фази Ti₃AlC₂ (так званої MAX фази) із включеннями фаз TiC та Al₂O₃. Об’ємні частки фаз становили 0,848, 0,107 і 0,045 відповідно. Зразок було вирізано із синтезованої таблетки. Однією з досліджуваних поверхонь зразка була вільна зовнішня поверхня таблетки (поверхня 1), іншою була поверхня розрізу (поверхня 2). Побудовано гістограми розподілів концентрації елементів. Для обох поверхонь гістограми всіх елементів мають гаусову форму із середніми значеннями близько їхніх стехіометричних концентрацій у фазах Ti₃AlC₂ та TiC. Гістограми для вуглецю мають максимуми при 34–36 ат. %, що близько до стехіометричного вмісту вуглецю у фазі Ti3AlC2 MAX (33 ат. %), та близько 50 ат. %, що відповідає стехіометричній концентрації вуглецю у фазі TiC. Однак стандартні відхилення гаусового розподілу від цих середніх значень є великими (до 7 ат.%), що доводить існування як вакансій, так і міжвузлів вуглецю у фазах. Гістограма для алюмінію на поверхні 1 має додатковий розподіл поблизу нульового значення концентрації, а гістограма для вуглецю на поверхні 2 має додатковий розподіл поблизу 27,7 ат. %. Обидві виявлені особливості можна пояснити у припущенні, що зовнішня поверхня оригінальної таблетки охолоджується швидше, ніж її внутрішні частини.