نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 1. پژوهشکدهی مواد و سوخت هستهای، پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران ـ ایران
2 2. مجتمع مواد و فرایندهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، صندوق پستی: 1774-15875، تهران ـ ایران
چکیده
مقاومت در برابر اکسایش مکس فاز 2SiC3Ti خالص تولید شده به روش مذاب خورانی پیشسازههای تیتانیم کاربید متخلخل ساخته شده با روش ریختگی ژلی، در دماهای مختلف 500، 800، 1000، 1100، 1200، 1300 و C˚1400 در محیط اکسیژن مورد ارزیابی قرار گرفت. ترکیب فازهای اکسیدی تشکیل شده روی سطح نمونهها با استفاده از تکنیک پراش پرتو ایکس (XRD) شناسایی شد. ضخامت لایههای اکسیدی تشکیل شده روی نمونهها با بررسی سطح مقطع نمونهها با تکنیک میکروسکوپی الکترون روبشی (SEM) اندازهگیری شد. به منظور تشریح سازوکار فرایند اکسایش، تجزیههای گرماوزنی (TG) و گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) در محدودهی دمایی 25 تا
˚C1500 به انجام رسید. یافتهها نشان داد که تا دمای ˚C1000 افزایش جرم شدیدی به دنبال اکسایش رخ نمیدهد و با افزایش دما در ورای ˚C1000 فرایند اکسایش تسریع میشود. از دمای ˚C1400 به بعد اکسایش به حالت پایدار رسیده و شیب افزایش جرم کاهش
مییابد. دادههای مقطعسنجی لایههای اکسیدی نشان داد که با افزایش دما به ˚C 1400 ضخامت لایه اکسیدی به 121 µm افزایش مییابد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Investigation of the oxidation behavior of Ti3SiC2 with applicability as a nuclear fuel cladding
نویسندگان [English]
- H Foratirad 1
- M Ghanadi Maragheh 1
- H.R Baharvandi 2
چکیده [English]
In this research, the oxidation resistance of pure Ti3SiC2 MAX phase that produced via infiltration of porous TiC preform, fabricated by the gel casting process, was evaluated via oxidation at different temperature of 500, 800, 1000, 1100, 1200, 1300 and 1400 oC under the oxygen atmosphere. The oxide phase composition on the surface of the samples was characterized by X-ray diffraction analysis. The thickness of the oxide layers on the surface was measured on the cross- section of the samples using scanning electron microscopy (SEM). To investigate the oxidation mechanism, the TG and DSC thermal analyses were carried out in the range of 25-1500˚C. The results showed that the high weight gains were not occurred up to 1000˚C, and the oxidation procedure was accelerated for the temperature above 1000˚C. The oxidaton reached a steady- state above 1400˚C. The results of the oxide layers thickness measuements showed that by increaseing temperature to 1400˚C, the oxide layer thickness increased to 121 µm.
کلیدواژهها [English]
- Ti3SiC2 MAX phase
- Oxidation behavior
- Weight gain