Аннотация
В статье представлены экспериментальные результаты по получению композитов на основе системы B4C–TiB2 методом, сочетающим самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) и прессование горячего продукта с использованием дополнительного источника тепла в виде химической печки. С использованием программы термодинамических расчетов “THERMO” рассчитаны адиабатическая температура и составы равновесных продуктов горения. Показано, что продуктами экзотермического взаимодействия являются тугоплавкие соединения TiB2 и B4C, которые в керамическом композите образуют дисперсную фазу и керамическую связку. Адиабатическая температура горения и агрегатное состояние конечного продукта зависит от содержания керамической связки. При содержании B4C менее 20% масс конечный продукт содержит расплавленную керамическую связку. Изучено влияние состава реакционной смеси и массы химической печки на величину остаточной пористости. Установлено, что минимальная остаточная пористость (3%) достигается при содержании в композите B4C 20–40 масс и соотношении массы шихтовой заготовки и химической печки 1:4. Изучено влияние состава реакционной смеси на формирование фазового состава и микроструктуры керамических композитов. Рентгенофазовый анализ показал, что продуктами экзотермического синтеза являются TiB2 и B4C. Установлено, что содержание B4C оказывает существенное влияние на формирование микроструктуры СВС-композитов. При содержании B4C менее 20% масс формируется однородный керамический композит с размером зерен TiB2 10–12 мкм. Увеличение содержания B4C до 50% масс приводит к уменьшению размера частиц TiB2 до 0,5 мкм и формированию композита с неоднородной микроструктурой. Показано, что полученные керамические композиты обладают высокой твердостью по Виккерсу (32,84–33,64 ГПа).
Ссылки (6)
1. Xin Yan Yue, Shu Mao Zhao, Peng Lü, Qing Chang, Hong Qiang Ru, Materials Science and Engineering A, 527, 7215 (2010). ;.
Crossref2. V. Skorokhod, V.D. Krstic, J. Mater. Sci. Lett. 19, 237 (2000).
3. S.G. Huang, K. Vanmeensel, O.J.A. Malek, O. Van der Biest, J. Vleugels, Materials Science and Engineering: A, 528(3), 1302 (2011);.
Crossref4. A.G. Merzhanov, Combustion and Plasma Synthesis of High-Temperature Materials, VCH Publishers, New York, NY, 1990 (in Russian).
5. M. Ziemnicka-Sylwester, Materials, 6, 1903 (2013);.
Crossref6. V.A. Shcherbakov, A.N. Gryadunov, A.S. Shteinberg. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 63(5), 1111 (1992).