Síntesis de reacción sólido-líquido de cerámica Ti3AlC2 mecanizable en capas

Se fabricó Ti3AlC2 poliédrico totalmente denso mediante una síntesis de reacción sólido-líquido y prensado en caliente in situ simultáneo de una mezcla de polvos de Ti, Al y grafito a 1500 °C y 25 MPa durante 5 minutos, seguido de un recocido a 1200 °C durante 20 minutos. Se examinaron los efectos de varios parámetros, incluida la composición de los polvos elementales iniciales, la temperatura y la presión de prensado en caliente sobre la pureza, formación y densificación de Ti3AlC2. Además, se investigó la ruta de reacción para la formación de Ti3AlC2 mediante DTA, XRD, SEM y EDS, sugiriendo que la ruta de reacción durante el proceso de calentamiento podría describirse razonablemente de la siguiente manera: el polvo de Al se fundió a unos 660 °C y recubrió las partículas de Ti; alrededor de 740 °C ocurrieron reacciones exotérmicas entre Al y Ti y se formaron intermetálicos Ti-Al como TiAl y Ti3Al; la difusión de carbono en los intermetálicos Ti-Al a alta temperatura resultó en los carburos Ti2AlC, Ti3AlC y TiC; y finalmente, estos carburo y el grafito no reaccionado reaccionaron a aproximadamente 1420 °C para producir Ti3AlC2.