Titanyum Alüminyum Karbür (Ti²AlC), MAX faz ailesinin güçlü bir temsilcisidir. Hem seramiklerin yüksek sıcaklık dayanımını hem de metallerin şekil alabilirliğini bir araya getirerek, yüzey kaplamalarında adeta bir mühendislik mucizesi yaratır. Mikron boyutlu Ti²AlC tozları ile Sol-Jel yöntemi kullanılarak yapılan kaplamalar; dayanıklılık, termal kararlılık ve elektriksel iletkenliği bir araya getirir.
Prekürsörler:
Titanyum izopropoksit (Ti[OCH(CH³)²]4)
Alüminyum sek-bütoksit (Al(OC4H9)³)
Karbon kaynağı (sitrik asit, glikoz veya polivinil alkol)
Çözücüler: Etanol, izopropanol veya bunların karışımı
Mikron Ti²AlC tozu, homojen dispersiyon için ultrasonik banyo ile çözücüye karıştırılır.
Karışım, şelatlama ajanları (EDTA veya sitrik asit) ile stabilize edilir.
Karışım, pH kontrolü altında 60–70°C’de manyetik karıştırıcı ile 1–2 saat karıştırılır.
Bu süreçte alkoksitlerin hidrolizi ve yoğunlaşması ile jel oluşumu başlar.
Solun viskozitesi uygulama yöntemine göre ayarlanır (spin/dip/spray coating).
Spin Coating: Yüksek düzey homojenlik için tercih edilir.
Dip Coating: Geniş yüzeyler için uygundur.
Spray Coating: Endüstriyel alanlarda yaygındır.
Uygulama yüzeyleri: çelik alaşımlar, seramik tabakalar, cam yüzeyler, silikon waferlar.
Kaplanan yüzeyler 80–120°C arası sıcaklıklarda kurutularak jel formu sabitlenir.
Bu aşama, çatlak oluşumunu önlemek ve gözenek yapısını optimize etmek için kontrollü yapılmalıdır.
800–1100°C aralığında, inert atmosfer (argon veya azot) altında sinterleme yapılır.
Bu işlem, Ti²AlC'nin kristal yapısının oluşmasını ve yüzeye güçlü bağlanmasını sağlar.
Alternatif olarak vakum ortamında sinterleme de mümkündür.
Parçacık Boyutu: 1–5 mikron
Renk: Gri-siyah
Yapı: Altıgen tabakalı, MAX faz
Elektriksel İletkenlik: Yüksek
Termal Direnç: ~1400°C’ye kadar kararlılık
Sertlik: ~4–5 GPa
Elastikiyet ve işlenebilirlik: Seramikten daha yumuşak, metalden daha dayanıklı
Süperkapasitör elektrotları
Yüksek sıcaklık yapısal kaplamalar
Termal bariyer sistemleri
Nükleer ve füzyon reaktörlerinde koruyucu katmanlar
Elektronik soğutucu yüzeyler
Aşınma dayanımı yüksek mekanik parçalar
