Wytwarzanie oraz struktura kompozytu warstwowego tytan - fazy międzymetaliczne

Używając blachy tytanowej i folii miedzianej wytworzono kompozyt Ti-fazy międzymetaliczne, charakteryzujący się dobrym połączeniem warstw i bardzo nieznaczną porowatością. W wyniku reakcji syntezy zachodzących w temperaturze 900 °C i w czasie 30 minut warstwy miedzi kompletnie przereagowały z częścią tytanu i utworzyły fazy międzymetaliczne. Struktura kompozytu oraz rodzaj formowanych faz zależały od sposobu chłodzenia po zajściu reakcji syntezy. Badania z użyciem mikroskopu skaningowego i mikroanalizatora rentgenowskiego wykazały, że w kompozycie chłodzonym razem z piecem występują fazy: Ti2Cu, TiCu, Ti3Cu4, Ti2Cu3,TiCu4 oraz roztwór stały miedzi w tytanie (alfa). W kompozycie chłodzonym na powietrzu występuje struktura dendrytyczna, składająca się z faz: Ti2Cu, TiCu oraz nierównowagowej fazy TiCu2. W przypadku obu rodzajów kompozytów dominującą fazą jest TiCu.

---

In this study, Ti-intermetallic layered composites have been fabricated by reaction annealing using Ti and Cu foils (Fig. 2). The copper layers were completely consumed by forming phases, therefore, the final mi-crostrucrure (well-bonded and almost fully dense) consisted of alternating layers of intermetallic phases and unreacted titanium (Fig. 3). The structure and phases composition of the composites after 30 minutes of heat treatment at 900 °C depended on cooling procedure. Microstructural investigations by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray microprobe analysis has shown that in furnace-cooled composites intermetallic compounds: Ti2Cu, TiCu, Ti3Cu4, Ti2Cu3, TiCu4 and solid solution copper in titanium (alfa) were formed (Figs 4, 5, 6 and 7). A dendritic structure was formed in air-cooled composites (Fig. 8). Investigations has shown that it contained phases: Ti2Cu, TiCu and TiCu2 (Fig. 9). The predominant part of the structure formed in the composites was TiCu phase. The formation of the TiCu phase was thermodynamically favoured over the formation of other phases (Tab. 1) and could be understood from the steps involved in another phases formation, which occur through a series of solid-liquid and solid state reactions.