Page 39 - НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

39

ми алюмінієвих сплавів завдяки їх високій твердості, хімічній та термічній ста-

більності [77–80], проте карбіди мають тенденцію реагувати та розчинятися в

розплавленому алюмінії з утворенням при затвердінні Al 4C 3 і потрійних карбі-

дів Al-Si-C [81]. Велика кількість Al 4C 3 присутня в композитах Al–SiC, отрима-

них методом лиття з перемішуванням в розплаві з відносно низькою температу-

рою (до 1200 К) [82, 83]. Al 4C 3 і Al 4SiC 4 також виявляли в Al–SiC шарах,

отриманих за допомогою лазера [84], і в зварних з’єднаннях композитів Al–SiC

[85, 86]. Viala та ін. [81] вивчали ці з’єднання в широкому діапазоні температур

(300...1900 К) і встановили, що вони утворюються внаслідок хімічних реакцій

між SiC і розплавленим Al. Автори виявили, що Al не реагує з часточками SiC

до температури плавлення (933 K), проте розплавлений Al швидко взаємодіє з

SiC, утворюючи сполуки залежно від температури – в діапазоні 940...1620 К

утворюється Al 4C 3, а понад 1670 K – потрійний карбід Al 4SiC 4.

За температур понад 2200 К, окрім Al 4SiC 4 утворюється Al 8SiC 7 [87]. Si і

C, отримані внаслідок часткового розчинення SiC, збільшують насичення роз-

плаву. В результаті Al 4C 3 і Al 4SiC 4 також можуть осаджуватися безпосередньо з

розплаву. Отже, вміст карбідів Al 4C 3 і SiС безпосередньо залежить від
температури розплаву та тривалості витримки.

Dahotre з групою дослідників в процесі імпульсного лазерного
зварювання композитів Al/SiC виявили утворення Al 4Si 2C 5 [88], а T. Liechti [89]

– Al 4SiC 4 та Al 2Si 2C 5 в покриттях Al-Si–SiC, отриманих лазерним
модифікуванням. Проте Viala з дослідниками [81] і Oden [87] не підтвердили

утворення карбіду Al 4Si 2C 5.

Ureña виявив [86], що Al 4C 3 є м’якшим, аніж Al 4SiC 4 (600 та 1200 HV, від-

повідно), проте крихкішим, а також вступає в реакцію з водою, утворюючи

Al(OH) 3. Отже, присутність в мікроструктурі композиту Al 4C 3 погіршує його

механічні властивості [83]. Viala з дослідниками [81] припустили, що для

запобігання утворення Al 4C 3 до розплавленого Al слід ввести Si. Ефективність

цього твердження було продемонстровано під час створення композитів Al–SiC

методом інфільтрації тиску [90], проте в процесі синтезу композиту методом