ПОЛУЧЕНИЕ МУЛЛИТ‒TiC‒с-BN‒с-ZrO2-МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ПЛАЗМЕННО-ИСКРОВОГО СПЕКАНИЯ И ИХ СВОЙСТВА


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-2-23-29

Полный текст:




Аннотация

Показано влияние различного соотношения кубического нитрида бора (с-BN) и кубического диоксида циркония (с-ZrO2) в ходе плазменно-искрового спекания при нагрузке прессования 70 МПа в интервале 1200‒1600 оС на фазовый состав, микроструктуру, относительную плотность, открытую пористость, линейную усадку, физико-механические свойства и линейную корреляцию модуля упругости и ударной вязкости образцов муллит‒TiC‒с-BN‒c-ZrO2. Синтезированные порошки TiC, с-BN и спеченный при 1400 о С плазменно-искровым способом с-ZrО2 характеризуются интенсивной кристаллизацией фаз, а спеченные образцы с разным соотношением c-BN и c-ZrO2 показывают интенсивное развитие муллита и TiC. Увеличение соотношения с-BN/c-ZrO2 способствует активному приросту с-BN и менее интенсивному ― с-ZrO2 в интервале 1200‒1600 о С, при 1500 о С вызывает формирование менее равномерно и плотно спекшейся кристаллической микроструктуры с большим количеством пор. Данный образец имеет меньшие значения физико-механических свойств, меньшую линейную корреляцию модуля упругости и ударной вязкости в интервале 1200‒1600 оС и меньшую трещиностойкость при 1500 оС.


Об авторе

А. В. Хмелёв
Рижский технический университет, Институт силикатных материалов, г. Рига
Россия
Д. т. н.


Список литературы

1. Hotta, M. Densification and microstructure of Al2O3‒ cBN composites prepared spark plasma sintering / M. Hotta, T. Goto // J. Ceram. Soc. Jap. ― 2008. ― Vol. 116, № 6. ― P. 744‒748.

2. Chuan, S. Effect of alumina addition on the densification of boron carbide ceramics prepared by spark plasma sintering technique / S. Chuan, L. Yunkai, W. Yunfei, Z. Lingbo // Ceram. Inter. ― 2014. ― Vol. 40, № 8. ― P. 12723‒12728.

3. Хмелёв, А. В. Получение муллит‒TiC‒ZrC-материалов плазменно-искровым способом и их свойства / А. В. Хмелёв // Новые огнеупоры. ― 2016. ― № 12. ― С. 36‒41. Hmelov A. V. Preparation of mullite‒TiC‒ZrC ceramic materials by a plasma ‒ ARC method and their properties / A. V. Hmelov // Refrac. Indust. Ceram. ― 2017. ― Vol. 57, № 6. ― P. 645‒650.

4. Klimczyk, P. Al2O3‒cBN composites sintered by SPS and HPHT methods / P. Klimczyk, M. E. Cura, A. M. Vlaicu // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2016. ― Vol. 36, № 7. ― P. 1783‒1789.

5. Fabrichnaya, O. Phase relations in the ZrO2‒Sm2O3‒ Y2O3‒Al2O3 system: experimental investigation and thermodynamic modelling / O. Fabrichnaya, G. Savinykh, T. Zienert, G. Schreiber // Inter. J. Mat. Res. ― 2012. ― Vol. 103, № 12. ― P. 1469‒1487.

6. Guo, S. High-strength zirconium diboride-based ceramic composites consolidated by low temperature hot pressing / S. Guo, Y. Kagawa // Sci. Techn. Adv. Mat. ― 2012. ― Vol. 13, № 4. ― P. 1‒6.

7. Zhang, X. Effect of Y2O3 on microstructure and mechanical properties of ZrB2‒SiC / X. Zhang, X. Li, J. Han, W. Han // J. All. Comp. ― 2008. ― Vol. 465, № 1/2. ― P. 506‒511.

8. Li, W. Hot-pressed ZrB2‒SiC‒YSZ composites with various yttria content: Microstructure and mechanical properties / W. Li, Z. Xinghong, H. Changqing, H. Jiecai // Mat. Sci. Eng. A. ― 2008. ― Vol. 494, № 1/2. ― P. 147‒152.

9. Wolfrum, A.-K. On the stability of c-BN reinforcing particles in ceramic matrix materials / A.-K. Wolfrum, B. Matthey, A. Michaelis, M. Herrmann // Materials. ― 2018. ― Vol. 255, № 11. ― P. 1‒17.

10. Chakravarty, D. Microstructure, mechanical properties and machining performance of spark plasma sintered Al2O3‒ZrO2‒TiCN nanocomposites / D. Chakravarty, G. Sundararajan // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2013. ― Vol. 33, № 13/14. ― P. 2597‒2607.

11. Zhang, X. Microstructure and mechanical properties of ZrB2-based composites reinforced and toughened by zirconia / X. Zhang, W. Li, C. Hong, W. Han // Int. J. Appl. Ceram. Technol. ― 2008. ― Vol. 58, № 5. ― P. 499‒504.

12. Хмелёв, А. В. Получение муллит‒TiC‒TiN-материалов плазменно-искровым способом с высокой нагрузкой прессования и их свойства / А. В. Хмелёв // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 8. ― С. 22‒30. Hmelov, A. V. Preparation of mullite‒TiC‒TiN materials by a plasma spark method and their properties / A. V. Hmelov // Refract. Ind. Ceram. ― 2017. ― Vol. 58, № 4. ― P. 418‒425.

13. Hmelov, A. Synthesis of ceramic powders in the Al2O3‒ SiO2‒ZrO2 (Y2O3) system and production of materials / A. Hmelov // A doctoral thesis summary submitted to Riga Technical University of Riga. ― 2011. ― P. 1‒27.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Хмелёв А.В. ПОЛУЧЕНИЕ МУЛЛИТ‒TiC‒с-BN‒с-ZrO2-МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ПЛАЗМЕННО-ИСКРОВОГО СПЕКАНИЯ И ИХ СВОЙСТВА. Новые огнеупоры. 2019;(2):23-29. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-2-23-29

For citation: Hmelov A.V. Production of mullite‒TiC‒с-BN‒с-ZrO2-materials by the method of plasma-spark sintering and their properties. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2019;(2):23-29. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-2-23-29

Просмотров: 416

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)