Разработка плотных и твердых материалов на основе оксидно-безоксидных соединений с добавками интерметаллических компонентов в ходе плазменно-искрового спекания

Аннотация

Показано влияние добавок Ti2AlNb, NiTi, NiNbZr и NiVTa в ходе плазменно-искрового спекания составов при нагрузке прессования 60 МПа в интервале 1200‒1600 оС на фазовый состав, микроструктуру, размеры зерен кристаллических фаз, относительную плотность, линейную усадку, физико-механические свойства, линейную корреляцию модуля упругости и ударной вязкости образцов муллит‒(Ti, Mo)(C, N)‒с-ZrO2‒c-BN, муллит‒(Ti, Mo)(C, N)‒β-Si3N4‒c-BN. Синтезированные порошки Ti(C0,7N0,3), β-Si3N4, c-BN, Ti2AlNb, NiTi, NiNbZr и NiVTa характеризуются интенсивной кристаллизацией фаз Ti(C0,7N0,3), β-Si3N4, c-BN, Ti2AlNb, NiTi, Ni45Nb35Zr20 и Ni17V61Ta22. Спеченные плазменно-искровым способом с-ZrO2 при 1400 оС и (Ti, Mo)(C, N) при 1800 оС показывают интенсивную кристаллизацию фаз с-ZrO2 и (Ti0,7Mo0,3)(C0,7N0,3). Микроструктура спеченных образцов с-ZrO2 и (Ti, Mo)(C, N) кристаллическая, состоит из различно спекшихся и уплотненных зерен разных форм. Добавки Ti2AlNb, NiTi, NiNbZr и NiVTa способствуют разной кристаллизации муллита и фаз (Ti, Mo)(C, N), ZrO2, β-Si3N4, c-BN в интервале 1200‒1600 оС. Кристаллизация фазы NiTi более интенсивна по сравнению с фазой Ti2AlNb, наблюдаются более кристаллические фазы Ni(Zr, Nb), Ni45Nb35Zr20, Ni(Ta, V), Ni17V61Ta22 в спеченных образцах в интервале 1400‒1600 оС. Добавки NiTi и NiVTa стимулируют спекание и способствуют формированию более равномерно и плотно спекшейся микроструктуры образцов при 1500 оС, в результате чего образуются полидисперсные составы зерен кристаллических фаз образцов в интервале 1200‒1600 оС. Образцы с добавкой NiTi и NiVTa показывают более активный прирост и большие значения физико-механических свойств, трещиностойкости, линейной корреляции модуля упругости и ударной вязкости в интервале 1200‒1600 oC.