Разработка плотных материалов плазменноискровым спеканием оксидно-безоксидных компонентов с разными смесями порошков металлов

Аннотация

Показано влияние добавки порошков Zr и Mo, Zr и Ta на фазовый состав, микроструктуру, размеры зерен кристаллических фаз, относительную плотность, линейную усадку, физико-механические свойства и линейную корреляцию модуля упругости и ударной вязкости муллит‒β-SiAlON‒c-BN образцов в ходе их плазменно-искрового спекания при нагрузке прессования 60 МПа в интервале 1200‒1600 °С. Синтезированные порошки β-SiAlON и c-BN характеризуются интенсивной кристаллизацией β-SiAlON и c-BN соответственно. Спеченные образцы со смесью Zr и Mo, Zr и Ta показывают интенсивную муллитизацию, активный прирост β-SiAlON и менее интенсивное развитие c-BN в интервале 1200‒1600 °С. В образце с добавкой Zr и Mo заметно активное развитие кристаллических фаз β-Mo,Zr, Mo и Mo2Zr, а в образце с добавкой Zr и Ta наблюдается интенсивный прирост кристаллических фаз β-Ta, Zr, α-Zr, Ta, α-Ta, Ta₃Zr и Ta₃Zr₂ с ростом температуры. Смесь Zr и Mo стимулирует формирование более равномерной и плотно спекшейся микроструктуры керамической фазы, округлой формы частиц металлического Mo, β-Mo,Zr, более укрепленных границ областей керамической ‒ металлической, металлических фаз и способствует снижению размеров зерен кристаллических фаз в диапазоне 1400‒1600 °С. Состав с добавкой Zr и Mo спекается более равномерно и плавно, соответствующий образец показывает лучшие значения физико-механических свойств, трещиностойкость с незначительным количеством микротрещин, а также большую линейную корреляцию модуля упругости и ударной вязкости в интервале 1200‒1600 °C.