Аннотация
Методом СВС-экструзии, который сочетает процессы горения в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и последующее высокотемпературное сдвиговое деформирование продуктов горения, были получены металлокерамические композиционные материалы на основе боридов титана с железной матрицей, модифицированные добавками наноразмерного порошка нитрида алюминия марки СВС-Аз. Показано, что малые добавки нанопорошка нитрида алюминия (3 и 5 мас.%) в исходную шихту системы Ti-B-Fe оказывают значительное влияние на температуру и скорость горения изучаемой системы: скорость горения снижается с 16 до 9 мм / с, а температура горения — с 1830 –1900°С до 1730 –1780°С. Из данных рентгенофазового анализа установлено, что модифицирующий нанопорошок AlN разлагается в ходе проведения СВС-процесса. Это является причиной снижения температуры и скорости горения. Происходит химическое взаимодействие продуктов разложения с титаном и железной матрицей с образованием дополнительных фаз TiN и AlFe3. Результаты сканирующей электронной микроскопии показали измельчение зерен основной фазы диборида титана в модифицированных образцах с 0.5 – 2.5 мкм до 0.1–1.5 мкм. Эти изменения, в свою очередь, отразились на микротвердости образцов. Измерение микротвердости свидетельствует о том, что полученные компактные металлокерамические материалы, модифицированные наноразмерным порошком AlN, обладают в среднем на 10 % более высокими показателями микротвёрдости по сравнению с образцами, полученными без использования наноразмерных добавок.
Ссылки (16)
1. T.W. Clyne. An introduction to composite materials. Cambridge university press (2019) 345 p.
Crossref2. C.T. Lynch, J.P. Kershaw. Metal Matrix Composites. Boca Raton, CRC Press (2018) 180 p.
Crossref3. T. A. Restivo, R. F. Beccari. Journal of the European Ceramic Society. 39 (3), 552 (2019).
Crossref4. S. V. Zhitnuyk. Proceedings of VIAM. 8 (68), 81 (2018). (in Russian) [С. В. Житнюк. Труды ВИАМ. 8 (68), 81 (2018).
Crossref5. A. P. Umanskiy. Aerospace Engineering and Technology. 9 (96), 214 (2012). (in Russian) [А. П. Уманский. Авиационно-космическая техника и технология. 9 (96), 214 (2012).].
6. K. A. Kolesnikova. Kompozitsionnyye iznosostoykiye pokrytiya sistemy Ti-B-Fe, poluchennyye metodom elektronno-luchevoy naplavki v vakuume: abstract of dissertation. Tomsk (2008) 18 p. (in Russian) [К. А. Колесникова. Композиционные износостойкие покрытия системы Ti-B-Fe, полученные методом электронно-лучевой наплавки в вакууме: автореферат диссертации. Томск (2008) 18 c.].
7. M. Selvakumar, T. Ramkumar, P. Chandrasekar. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 136 (1), 419 (2019).
Crossref8. S. G. Grigorenko, G. M. Grigorenko, O. M. Zadorozhnyuk. Sovremennaya Elektrometallurgiya. 3, 51 (2017). (in Russian) [С. Г. Григоренко, Г. М. Григоренко, О. М. Задорожнюк. Современная электрометаллургия. 3, 51 (2017).].
Crossref9. V. Moradi. Ceramics International. 44 (16), 19421 (2018).
Crossref10. A. G. Merzhanov. Kontseptsiya razvitiya samorasprostranyayushchegosya vysokotemperaturnogo sinteza kak oblasti nauchno-tekhnicheskogo progressa. Chernogolovka, Territoria (2003) 263 p. (in Russian) [А. Г. Мержанов. Концепция развития самораспространяющегося высокотемпературного синтеза как области научно-технического прогресса.Черноголовка, Территория (2003) 263 c.].
11. A. S. Konstantinov. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 108, 79 (2018).
Crossref12. P. M. Bazhin. Materials. 9 (12), 1027 (2016).
Crossref13. A. V. Bolotskaia. Perspective materials. 1, 73 (2019). (in Russian) [А. В. Болоцкая. Перспективные материалы. 1, 73 (2019).].
Crossref14. Yu. V. Titova, D. A. Maydan. Sovremennyye materialy, tekhnika i tekhnologii. 6(14), 133 (2017). (in Russian) [Ю. В. Титова, Д. А. Майдан. Современные материалы, техника и технологии. 6(14), 133 (2017).].
15. A. P. Amosov. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 31 (10), 1225 (2016).
Crossref16. A. P. Chizhikov. Doklady Chemistry. 484 (2), 79 (2019).
Crossref