Effect of Ti addition time on the structure and properties of Al-Ti composites
TRÂN ĐỨC HUY1,*, DƯƠNG NGỌC BÌNH1, VÀ LÊ HỒNG THẮNG1
Khoa Kỹ thuật Vật liệu, Trường Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: huy.tranduc@hust.edu.vn
Ngày nhận bài: 27/02/2025, Ngày duyệt đăng: 04/04/2025
TÓM TẮT
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tổng hợp compozit Al-Ti từ nguyên liệu thô là Al và TiO2. Bột Al và TiO2 thô được phối liệu theo tỉ lệ phù hợp và nghiền trong máy nghiền hành tinh với thời gian khác nhau. Trong quá trình nghiền, Ti được bổ sung vào hỗn hợp ở các thời gian khác nhau trước khi kết thúc quá trình nghiền. Mẫu vật liệu sau đó được kết khối, thiêu kết và kiểm tra tổ chức, tính chất. Các kết quả thu được cho thấy đã có phản ứng hình thành Al2O3 trong compozit. Tuy nhiên, kết quả nhiễu xạ tia X (XRD) cũng chỉ ra rằng phản ứng giữa TiO2 và Al chưa xảy ra hoàn toàn và vẫn còn tồn tại TiO2 dư. Các pha trung gian như Ti2O và TiO xuất hiện khi thời gian bổ sung Ti là 15 và 30 phút, nhưng biến mất khi thời gian này tăng lên 60 phút. Nghiên cứu cũng ghi nhận sự hình thành của các pha liên kim khác nhau tùy thuộc vào thời gian bổ sung Ti, bao gồm Al2Ti, Al3Ti, Al2Ti7O15, Al2TiO5 và AlTi3. Trong tổ chức của compozit có sự xuất hiện của các hạt oxit nhôm nhỏ mịn phân tán trên nền cùng với các hạt TiO2 thô hơn, và lớp trung gian giữa hạt TiO2 và nền có thể là pha AlTi2O5.
Từ khóa: Al-Ti compozit, cốt hạt Al2O3, liên kim.
ABSTRACT
This paper presents the results of the synthesis of Al-Ti composites from raw materials Al and TiO2. Raw Al and TiO2 powders were mixed in appropriate proportions and milled in a planetary mill for different times. During the milling process, Ti was added to the mixture at different times before the end of the milling process. The material samples were then compacted, sintered and examined for structure and properties. The results showed that there was a reaction to form Al2O3 in the composite. However, the X-ray diffraction (XRD) results also showed that the reaction between TiO2 and Al did not occur completely and residual TiO2 still existed. Intermediate phases such as Ti2O and TiO appeared when the Ti addition time was 15 and 30 minutes but disappeared when the time increased to 60 minutes. The study also noted the formation of different intermetallic phases depending on the Ti addition time, including Al2Ti, Al3Ti, Al2Ti7O15, Al2TiO5 and AlTi3. In the structure of the composite, there are the presence of fine alumina particles dispersed on the matrix along with some coarser TiO2 particles, and the intermediate layer between the TiO2 particles and the matrix may be the AlTi2O5 phase.
Keywords: Al-Ti compozit, reinforcement Al2O3, intermetallic.
