ПОЛУЧЕНИЕ МУЛЛИТ‒TIC‒TIN-МАТЕРИАЛОВ ПЛАЗМЕННО-ИСКРОВЫМ СПОСОБОМ И ИХ СВОЙСТВА


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-8-22-30

Полный текст:


Аннотация

Исследован состав фаз синтезированных порошков TiC и TiN, микроструктура, относительная плотность, открытая пористость, линейная усадка, модуль упругости, твердость по Виккерсу, предел прочности при сжатии и линейная зависимость модуля упругости и предела прочности при сжатии муллит‒TiC‒TiN-образцов с различным  соотношением TiC и TiN, спеченных плазменно-искровым  способом  в  интервале  1200‒1600 оС с нагрузкой прессования 30 МПа. Синтезированные порошки характеризуются интенсивной кристаллизацией TiC и TiN. Спеченные образцы с различным соотношением TiC и TiN показывают интенсивную муллитизацию в диапазоне 1200‒1600 оС. Образцы с соотношениями TiC/TiN 50/50, 70/30 и 90/10 мол. % показывают постепенный рост TiC от 1200 до 1400 оС по сравнению с более интенсивным увеличением TiC от 1400 до 1600 оС. Увеличение концентрации TiC и уменьшение содержания TiN в спекаемых смесях порошков при 1500 оС способствуют формированию равномерной, плотно спекшейся микроструктуры с наличием пор небольших размеров. Образцы с соотношениями TiC/TiN 50/50 и 70/30 мол. % показывают более интенсивное увеличение относительной плотности и линейной усадки; снижение открытой пористости и увеличение модуля упругости, твердости по Виккерсу и предела прочности при сжатии. Это приводит к увеличению стойкости к трещинообразованию в образцах с формированием микротрещин с относительно прямолинейной траекторией распространения (состав M50TiC50TiN) и отсутствием микротрещин (состав M70TiC30TiN) вокруг отпечатков вдавливания, c наибольшей линейной зависимостью модуля  упругости  и  предела прочности при сжатии образцов в интервале 1200‒1600 оС.

Об авторе

А. В. Хмелёв
Рижский технический университет, Институт силикатных материалов.
Латвия
Рига.


Список литературы

1. Ryu, H. J. Sintering behaviour and microstructures of carbides and nitrides for the inert matrix fuel by spark plasma sintering / H. J. Ryu, Y. W. Lee, S. H. Hong // J. Nucl. Mat. ― 2006. ― Vol. 352, № 1‒3. ― P. 341‒348.

2. Sciti, D. Spark plasma sintering of ultra refractory compounds / D. Sciti, M. Nygren // J. Mat. Sci. ― 2008. ― Vol. 43, № 5. ― P. 6414‒6421.

3. Cheng, L. Densification and mechanical properties of TiC by SPS-effects of holding time, sintering temperature and pressure condition / L. Cheng, Z. Xie, G. Liu, W. Liu // J. Eurор. Ceram. Soc. ― 2012. ― Vol. 32, № 12. ― P. 3399‒3406.

4. Wei, X. Zirconium carbide produced by spark plasma sintering and hot pressing: densification kinetics, grain growth, and thermal properties / X. Wei, Ch. Back, O. Izhvanov [et al.] // Mat. ― 2016. ― Vol. 577, № 9. ― P. 1‒16.

5. Hotta, M. Spark plasma sintering of TiN ‒ cubic BN composites / M. Hotta, T. Goto // J. Ceram. Soc. Jap. ― 2010. ― Vol. 118, № 2. ― P. 137‒140.

6. Li, Y. Spark plasma sintering of TiC‒ZrC composites / Y. Li, H. Katsui, T. Goto // Ceram. Int. ― 2015. ― Vol. 41, № 5. ― P. 7103‒7108.

7. Niu, B. Effect of solid solution formation on densification of spark plasma sintered ZrC ceramics with TiC as sintering aid / B. Niu, F. Zhang, W. Ji, J. Y. Zhang // Adv. Apll. Ceram. ― 2016. ― Vol. 115, № 1. ― P. 55‒59.

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

9. Hotta, M. Densification, phase transformation and hardness of mullite-cubic BN composites prepared by spark plasma sintering / M. Hotta, T. Goto // J. Ceram. Soc. Jap. ― 2010. ― Vol. 118, № 2. ― P. 157‒160.

10. Ghahremani, D. Densification, microstructure and mechanical properties of mullite ‒ TiC composites prepared by spark plasma sintering / D. Ghahremani, T. E. Ebadzadeh // Ceram. Inter. ― 2015. ― Vol. 41, № 2. ― P. 1957‒1962.

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

12. Хмелёв, А. В. Получение муллит‒TiC‒ZrCкерамических 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 // Refract. Ind. Ceram. ― 2017. ― Vol. 57, № 6. ― P. 645‒650


Дополнительные файлы

Для цитирования: Хмелёв А.В. ПОЛУЧЕНИЕ МУЛЛИТ‒TIC‒TIN-МАТЕРИАЛОВ ПЛАЗМЕННО-ИСКРОВЫМ СПОСОБОМ И ИХ СВОЙСТВА. Новые огнеупоры. 2017;(8):22-30. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-8-22-30

For citation: Hmelov A.V. THE PREPARATION OF THE MULLITE‒TIC‒TIN MATERIALS BY MEANS OF THE SPARK-PLASMA METHOD AND THEIR PROPERTIES. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2017;(8):22-30. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-8-22-30

Просмотров: 84

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)