Микромеханические характеристики закристаллизованной эвтектики в системе LaB6 ‒VB2


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-6-11-16

Полный текст:




Аннотация

Методом холодного тигля получен эвтектический сплав в системе LaB6‒VB2. Соотношение компонентов в исходной порошковой смеси составляло 40:60 мол. %. В структуре сплава наблюдаются двухфазные эвтектические области, представляющие собой матрицу LaB6, наполненную цилиндрическими волокнами VB2 диаметром до 2 мкм или протяженными кристаллами VB2 с поперечным сечением сложной формы и эквивалентным диаметром до 10‒15 мкм. Определены твердость по Виккерсу и трещиностойкость, установлена взаимосвязь этих характеристик с величиной нагрузки на индентор, направлением приложения нагрузки и типом эвтектической структуры. Максимальное значение трещиностойкости (8,6 МПа·м1/2) и высокая твердость (20,0 ГПа) зафиксированы для сплава со структурой стержневой эвтектики при приложении нагрузки на индентор 2 Н параллельно кристаллографической оси c VB2. Наибольший эффект упрочнения при нагрузке как 2 Н, так и 30 Н, выражающийся в сочетании высоких твердости (20,5 ГПа при 2 Н и 20,0 ГПа при 30 Н) и трещиностойкости (6,5 МПа·м1/2 при 2 Н и 4,9 МПа·м1/2 при 30 Н), был продемонстрирован сплавом со структурой эвтектики грубого конгломерата.


Об авторах

Д. Д. Несмелов
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия
Санкт-Петербург


Е. С. Новоселов
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия
Санкт-Петербург


Д. П. Данилович
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия
Санкт-Петербург


В. И. Альмяшев
ФГУП «Научно-исследовательский технологический институт имени А. П. Александрова»
Россия

Сосновый Бор, Ленинградская обл.



Список литературы

1. Paderno, Y. В. Thermionic properties of LaB6‒(Ti0,6Zr0,4)B2 material / Y. В. Paderno, А. А. Taran, D. А. Voronovich [et al.] // Functional Materials. ― 2008. ― Vol. 15, № 1. ― P. 63.

2. Taran, А. Thermionic emission of LaB6‒ZrB2 quasi binary eutectic alloy with different ZrB2 fibers orientation / A. Taran, D. Voronovich, D. Oranskaya [et al.] // Functional materials. ― 2013. ― Vol. 20, № 4. ― P. 485‒488. DOI: 10.15407/fm20.04.485.

3. Yang, X. Microstructure, mechanical and thermionic emission properties of a directionally solidified LaB6‒VB2 eutectic composite / X. Yang, P. Wang, Z. Wang [et al.] // Materials & Design. ― 2017. ― Vol. 133. ― P. 299‒306. DOI: 10.1016/j.matdes.2017.07.069.

4. Berger, M. H. Local investigation of the emissive properties of LaB6‒ZrB2 eutectics / M. H. Berger, T. C. Back, P. Soukiassian [et al.] // Journal of Materials Science. ― 2017. ― Vol. 52, № 10. ― P. 5537‒5543. DOI: 10.1007/s10853-017-0816-0.

5. Deng, H. Crystallographic characterization and indentation mechanical properties of LaB6‒ZrB2 directionally solidified eutectics / H. Deng, E. C. Dickey, Y. Paderno [et al.] // Journal of materials science. ― 2004. ― Vol. 39, № 19. ― P. 5987‒5994.

6. Chen, C. M. Characterization of LaB6‒ZrB2 eutectic composite grown by the floating zone method / C. M. Chen, L. T. Zhang, W. C. Zhou // Journal of crystal growth. ― 1998. ― Vol. 191, № 4. ― P. 873‒878.

7. Bogomol, I. High-temperature strength of directionally reinforced LaB6‒TiB2 composite / I. Bogomol, T. Nishimura, O. Vasylkiv [et al.] // J. Alloys Compds. ― 2010. ― Vol. 505, № 1. ― P. 130‒134. DOI: 10.1016/j.jallcom.2010.05.003.

8. Volkova, H. The influence of Ti addition on fracture toughness and failure of directionally solidified LaB6‒ ZrB2 eutectic composite with monocrystalline matrix / H. Volkova, V. Filipov, Y. Podrezov // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2014. ― Vol. 34, № 14. ― P. 3399‒3405. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2014.03.018.

9. Bogomol, I. The bending strength temperature dependence of the directionally solidified eutectic LaB6‒ZrB2 composite / I. Bogomol, T. Nishimura, Y. Nesterenko [et al.] // J. Alloys Compds. ― 2011. ― Vol. 509, № 20. ― P. 6123‒6129.

10. Paderno, Y. B. Manufacturing, structure and thermionic properties of lanthanum hexaboride based composite cathode materials / Y. B. Paderno, A. A. Taran, E. K. Ostrovski [et al.] // Functional Materials. ― 2001. ― Vol. 8, № 4. ― P. 714‒717.

11. Taran, A. Review of LaB6, Re‒W dispenser and BaHfO3‒W cathode development / A. Taran, D. Voronovich, S. Plankovskyy, V. Paderno, V. Filipov // IEEE Transactions on electron devices. ― 2009. ― Vol. 56, № 5. ― P. 760‒765.

12. Ordan'yan, S. S. Interaction in the LaB6‒HfB2 system / S. S. Ordan'yan, Y. B. Paderno, I. K. Khoroshilova [et al.] // Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. ― 1984. ― Vol. 23, № 2. ― P. 157‒159. DOI: 10.1007/BF00792275.

13. Ordan'yan, S. S. Interaction in the LaB6‒CrB2 system / S. S. Ordan'yan, Y. B. Paderno, E. E. Nikolaeva [et al.] // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. ― 1984. ― Vol. 23, № 5. ― P. 387‒389.

14. Ordan’yan, S. S. Phase relations in the LaB6‒W2B5 system / S. S. Ordan’yan, D. D. Nesmelov, S. V. Vikhman // Inorganic Materials. ― 2009. ― Vol. 45, № 7. ― P. 754‒757. DOI: 10.1134/S0020168509070097.

15. Loboda, P. I. Phase relations in the LaB6‒MoB2 system / P. I. Loboda, G. P. Kisla, I. I. Bogomol [et al.] // Inorganic Materials. ― 2009. ― Vol. 45, № 3. ― P. 246‒249. DOI: 10.1134/S0020168509030042.

16. Kysla, G. Ceramic materials of the quasi-binary LaB6‒MoB2 system / G. Kysla, P. Loboda // Processing and Application of Ceramics. ― 2007. ― Vol. 1, № 1/2. ― P. 19‒22. DOI: 10.2298/PAC0702019K.

17. Wang, Y. Preparation, characterization and properties of La0,6Ce0,3Pr0,1B6‒ZrB2 directionally solidified eutectic grown via the optical floating zone technique / Y. Wang, X. Yang, S. Ning, Z. Wang, B. Xu, J. Zhang // J. Alloys Compds. ― 2020. ― Vol. 818. ― Article № 152924.

18. Gunjishima, I. Characterization of directionally solidified B4C‒TiB2 composites prepared by a floating zone method / I. Gunjishima, T. Akashi, T. Goto // Materials Transactions. ― 2002. ― Vol. 43, № 4. ― P. 712‒720.

19. Chen, C. M. Characterization of LaB6‒ZrB2 eutectic composite grown by the floating zone method / C. M. Chen, L. T. Zhang, W. C. Zhou // Journal of crystal growth. ― 1998. ― Vol. 191, № 4. ― P. 873‒878.

20. Bogomol, I. Directionally solidified ceramic eutectics for high-temperature applications / I. Bogomol, P. Loboda // MAX Phases and Ultra-High Temperature Ceramics for Extreme Environments. ― 2013. ― P. 303. DOI: 10.4018/978-1-4666-4066-5.ch010.

21. Несмелов, Д. Д. Кристаллизация эвтектических структур в системе LaB6‒W2B5‒NbB2 / Д. Д. Несмелов, Е. С. Новоселов, С. В. Вихман // Физика и химия стекла. ― 2022. ― Т. 48, № 1. ― С. 34‒43. DOI: 10.31857/S0132665122010097.

22. Орданьян, С. С. О закономерностях взаимодействия в системах LaB6‒MeIV-VIB2 / С. С. Орданьян // Неорганические материалы. ― 1988. ― Т. 24, № 2. ― С. 235‒238.

23. Орданьян, С. С. Взаимодействие в системах LaB6‒ MeVB2 / С. С. Орданьян, Е. Е. Николаева, Л. В. Козловский // Неорганические материалы. ― 1984. ― Т. 20, № 11. ― С. 1821‒1824.

24. Beshta, S. V. Phase relations in the ZrO2‒FeO system / S. V. Beshta, E. V. Krushinov, V. I. Al’myashev [et al.] // Russian journal of inorganic chemistry. ― 2006. ― Vol. 51, № 2. ― P. 325‒331. DOI: 10.1134/S0036023606020227.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Несмелов Д.Д., Новоселов Е.С., Данилович Д.П., Альмяшев В.И. Микромеханические характеристики закристаллизованной эвтектики в системе LaB6 ‒VB2 . Новые огнеупоры. 2022;1(6):11-16. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-6-11-16

For citation: Nesmelov D.D., Novoselov E.S., Danilovich D.P., Al’myashev V.I. Micromechanical characteristics of crystallized eutectic in LaB6 ‒VB2 system. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2022;1(6):11-16. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-6-11-16

Просмотров: 211

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)