Title

CARACTERIZAÇÃO DE LIGAS TERNÁRIAS DE Hf-Ti-Si PRODUZIDAS POR FUSÃO A ARCO E TRATADAS TERMICAMENTE

CHARACTERIZATION OF Hf-Ti-Si TERNARY ALLOYS PRODUCED BY ARC- MELTING AND HEAT-TREATMENTS

Authorship

Abel, Ana Maria da Silva; Ribeiro, Lívia de Souza; Suzuki, Paulo Atsushi; Nunes, Carlos Angelo; Coelho, Gilberto Carvalho

Abel, Ana Maria da Silva

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Ribeiro, Lívia de Souza

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Suzuki, Paulo Atsushi

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Nunes, Carlos Angelo

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Coelho, Gilberto Carvalho

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DOI

10.5151/2594-5327-0254

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Abstract

A existência da fase Hf5Si3 não está prevista no diagrama de fases Hf-Si. No entanto, a estrutura cristalina encontra-se catalogada, indicando que a fase pode ser metaestável. A fase Hf5Si3 cristaliza-se numa estrutura hexagonal do tipo Mn5Si3, grupo espacial P6/mcm e parâmetros de rede a = 7,844 Å e c = 5,492 Å. Segundo a literatura, a substituição parcial de Hf por Ti ou Nb estabiliza as fases (Hf, Ti)5Si3 e (Hf, Nb)5Si3 respectivamente. Neste trabalho, ligas de Hf-Ti-Si foram preparadas para verificar a estabilidade da fase (Hf, Ti)5Si3 na temperatura ambiente. As ligas foram preparadas por fusão a arco a partir da mistura dos elementos puros e tratadas termicamente a 1200 oC por 24 h encapsulando em tubo de quartzo com gás argônio. Os resultados de difratometria de raios X mostraram a formação majoritária da fase (Hf,Ti)5Si3 em todas as amostras preparadas. Os parâmetros de rede a e c da fase (Hf,Ti)5Si3 apresentaram um decréscimo em função do teor de titânio. Este comportamento foi atribuído à substituição parcial de Hf por Ti na estrutura cristalina da fase Hf5Si3.

The appearance of Hf5Si3 phase is not confirmed in the Hf-Si phase diagram. On the other hand, Hf5Si3 could be a metastable phase since its cystal structure is reported in the literature. The Hf5Si3 phase crystallizes in Mn5Si3-type hexagonal structure, belonging to the space group P6/mcm and lattice parameters a = 7.844 Å and c = 5.492 Å. According to the literature, a partial substitution of Hf by Ti contributes to the stabilization of (Hf, Ti)5Si3 and (Hf, Nb)5Si3 respectively. In this work, alloys of Hf-Ti-Si system were prepared in order to obtain (Hf, Ti)5Si3 phase. The alloys were prepared by arc-melting starting from pure elements and heat-treated at 1200oC for 24 h sealed in quartz tube filled with argon gas. The X-ray diffraction measurements show the formation of (Hf,Ti)5Si3 phase in all prepared samples. The lattice parameters a and c of (Hf,Ti)5Si3 phase decreased as function of Ti concentration. This behaviour was attributed to the partial substitution of Hf by Ti in the Hf5Si3 crystal structure.

Keywords

Hf5Si3; Silicetos; Diagrama de fases.

Hf5Si3; Silicides; Phase diagram.