Sviluppo di compositi TiC–TiB2 nanostrutturati attraverso trasformazioni metastabili

Abstract

Obiettivo del lavoro è lo sviluppo di materiali nanocristallini tramite processi innovativi basati sul concetto di metastabilità. In particolare si dimostra come sia possibile creare strutture metastabili mediante trattamenti di tempra da temperatura molto elevata seguiti da permanenze a temperature molto più basse in grado di favorire la formazione di strutture cristalline nell’intervallo dimensionale di 20-50 nm. Questo approccio può essere utilizzato per sviluppare materiali nanostrutturati appartenenti al sistema TiC–TiB2. Il processo viene condotto sintetizzando l’eutettico TiC–TiB2, partendo alternativamente da elementi o da composti, attraverso la tecnica di combustione reattiva autopropagante, noto come Selfpropagating High temperature Synthesis (SHS). La temperatura adiabatica di reazione deve raggiungere la temperatura eutettica del sistema TiC–TiB2 (circa 2600°C). Temperature di combustione superiori a quella di liquido sono ottenute sperimentalmente operando un’ottimizzazione della stechiometria della reazione. La tempra dell’eutettico eseguita in azoto liquido consente l’ottenimento di una struttura metastabile. In accordo con il diagramma di stato risulta possibile attraverso il rinvenimento delle strutture metastabili eutettiche ottenere nanostrutture lamellari con distanza interlamellare funzione delle modalità di rinvenimento. Scostandosi dalla composizione eutettica è possibile ottenere inoltre l’apporto rinforzante di nanoparticelle della fase in eccesso.