کاربید آلومینیوم چیست؟

کاربید آلومینیوم یک ترکیب شیمیایی به شکل پودر سفید رنگ در حالت خالص خود یا کریستالی زرد کمرنگ می باشد که تا دمای 1400 درجه سانتی گراد پایدار است. این ماده با تولید متان در آب تجزیه می شود.این ماده دارای ساختار بلوری غیرمعمولی است که از لایه های متناوب Al2C و Al2C2 تشکیل شده است. هر اتم آلومینیوم با 4 اتم کربن هماهنگ می شود تا آرایش چهار ضلعی ارائه دهد.

در ساخت الکترولیتی آلومینیوم، کاربید الومینیم به عنوان محصول خوردگی الکترودهای گرافیت تشکیل می شود. در کامپوزیت های ماتریس فلزی بر اساس ماتریس آلومینیوم تقویت شده با کاربیدهای غیر فلزی مانند کاربید سیلیکون، کاربید بور و غیره یا الیاف کربن، آلومینیوم کاربید اغلب به عنوان یک محصول ناخواسته تشکیل می شود.

در صورت فیبر کربن، در دمای بالاتر از 500 درجه سانتیگراد با ماتریس آلومینیوم واکنش می دهد. مرطوب سازی بهتر فیبر و مهار واکنش شیمیایی می تواند با پوشش دادن آن به عنوان مثال با بورید تیتانیوم حاصل گردد.کاربید الومینیوم با واکنش مستقیم آلومینیوم و کربن در کوره قوس الکتریکی تهیه می شود:

4Al + 3C → Al4C3

همچنین یک واکنش جایگزین با آلومینا آغاز می شود، اما به دلیل تولید مونوکسیدکربن مطلوبیت کمتری دارد:

2Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO

کاربید سیلیکون نیز با آلومینیوم واکنش می دهد و باعث تولید آلومینیم کاربید می شود. این تبدیل کاربردهای مکانیکی SiC را محدود می کند، زیرا این ترکیب شکننده تر از SiC است:

4Al + 3SiC → Al4C3 + 3Si

در کامپوزیت های ماتریس آلومینیوم تقویت شده با کاربید سیلیکون، واکنش های شیمیایی بین کاربید سیلیکون و آلومینیوم مذاب، یک لایه کاربید آلومینیم بر روی ذرات کاربید سیلیکون ایجاد می کند که مقاومت ماده را کاهش می دهد، اگرچه قابلیت رطوبت ذرات SiC را افزایش می دهد.

این گرایش را می توان با پوشاندن ذرات کاربید سیلیکون با یک اکسید یا نیترید مناسب، پیش اکسیداسیون ذرات برای تشکیل یک پوشش سیلیس یا استفاده از یک لایه از فلز قربانی کاهش داد. یک ماده کامپوزیت کاربید آلومینیم-آلومینیوم را می توان با آلیاژ مکانیکی، با مخلوط کردن پودر آلومینیوم با ذرات گرافیت تولید کرد.

نانوذرات آمورف کاربید آلومینیوم و آلومینیم کاربید منیزیم، از طزیق فعال سازی فاز گاز تری متیل آلومینیوم و octamethyldialuminium منیزیم با استفاده از پالس های لیزر فوق کوتاه مکانی و مکانی، عنوان مقاله ای است که در سال 2016 منتشر شده است.

تابش لیزر فاز گاز AlMe(g) با استفاده از پالس های متمرکز فضایی و زمانی، منجر به هسته سازی نانوذرات غنی از Al می شود، که از فاز گاز به پیش ماده فاز مایع می افتد تا یک تعلیق سیاه از نانوذرات ایجاد کند.

خلاصه تصویری این کار در شکل بالا آورده شده است. جداسازی ذرات و خصوصیات آن توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری، انرژی پراکندگی اشعه X، ارتعاش و طیف سنجی فوتوالکترون اشعه X، مواد را به عنوان نانوذرات آمورف کاربید آلومینیوم شناسایی کرده اند.