Таблиця 6.14

Реальна кристалічна структура ТіС в композитах, отриманих твердофазним і реакційним спіканням.

Склад шихти, мас. %	р, ГПа	Т, К	L, нм	Dd/d, 10^-3	r_D, 10¹¹ см^-2	r_Z, 10¹¹ см^-2	r, 10¹¹ см^-2
BN_сф+ 10-50% ТіС	7, 7		27(2)	0, 9(1)	4, 1±0, 6	0, 56±0, 12	1, 5±0, 4
BN_сф+ 10-50% ТіС	7, 7		35(4)	1, 24(14)	2, 5±0, 6	1, 05±0, 24	1, 6±0, 4
BN_сф+ 26%ТіС+8%Al	4, 2		25 (5)	1, 5(2)	4, 8±1, 9	1, 5±0, 4	2, 7±1, 2

Для Кибориту-2, Кибориту-3 і КНБ-ТіС наведено дані статистичної обробки експериментів; дані для амбориту отримані при аналізі одного зразка, не призначеного для тестування.

Можна зробити висновок, що реакційним спіканням композитів системи BN_сф-TiC-Al отримано при нижчих р, Т-параметрах таку структуру деформаційного зміцнення BN_сф, яку можна отримати твердофазовим спіканням при високих р, Т-параметрах. Докладно проблему деформаційного зміцнення структури BN_сф розглянуто в розділі 7. В табл. 6. 14 наведено параметри реальної кристалічної структури фази ТіС в композитах систем BN_сф-TiC-Al і BN_сф-TiC.

Умови реакційного спікання композитів системи BN_сф-ТіС-Al більш сприятливі для реалізації механізмів пластичної деформації в кристалічній гратці ТіС в порівнянні з умовами твердофазного спікання композитів системи BNсф-ТіС, незважаючи на те, що реакційне спікання відбувається при нижчому тиску (4. 2 проти 7, 7 ГПа).

Якщо прийняти до уваги гальмування процесів утворення твердих розчинів (кисню, азоту) в кристалічній гратці карбіду титану, а також зростання стехіометрії сполуки ТіС, то можна припустити, що при реакційному спіканні створюються більш сприятливі умови для руху дислокацій, в першу чергу – в зонах контакту частинок, внаслідок модифікації хімічного складу карбіду титану.

Для пояснення можна запропонувати таку модель. Зниження хімічного потенціалу домішок кисню і азоту в кристалічній гратці TiC при спіканні композитів системи BN_сф-ТіС-Al, так само, як зниження хімічного потенціалу домішок кисню в кристалічній гратці BN_сф при спіканні композитів системи BN_сф-Al, сприяє руху дислокацій, який можуть стримувати атоми домішок. Створюються умови для формування досконалих міжзеренних і міжфазних контактів, і відповідно умови для деформаційного зміцнення структури фаз BN_сф і ТіС при значно нижчих р, Т-параметрах, ніж деформаційне зміцнення структури полікристалів BN_сф.

6. 4 Висновки до розділу 6

При холодному пресуванні порошків КНБ в АВТ (7, 7 ГПа, 300 К) добавки в шихті порошків тугоплавких сполук TiC, TiN, AlN в кількості 10-50 об. % приводять до зниження щільності дислокацій в структурі BN_сф.

В інтервалі температур, який визначений як етап формування і зростання міжзеренних контактів при спіканні КНБ без добавок (8 ГПа, 1000-1600 К), в умовах спікання шихти КНБ з добавками тугоплавких сполук основними механізмами спікання є процеси пластичної деформації в кристалічній гратці BN_сф і переважно процеси відпалу дефектів в кристалічних гратках TiC, TiN, AlN.

При спільному спіканні порошків сфалеритного нітриду бору і тугоплавкої сполуки титану (карбіду, нітриду або карбонітриду) в умовах високих температур і тисків (8 ГПа, 1600-2300 К) твердофазна взаємодія між ними реалізується шляхом дифузії легких елементів (кисню, азоту, вуглецю). Це приводить до створення твердих розчинів на базі кристалічних граток тугоплавкої сполуки Ti(C, N, O) і сфалеритного нітриду бору B(N, O), при цьому в умовах гетеровалентного заміщення утворюются структурні вакансії в підгратках титану і бору.

В зразках композитів системи BN_сф-TiC-Al не було ідентифіковано як окремі фази тверді розчини азоту і кисню в кристалічній гратці TiC, а також вуглець (графіт). Це свідчить, що в умовах реакційного спікання процес утворення твердих розчинів в кристалічній гратці ТіС гальмується. На відміну від фазового складу композиту системи BN_сф-Al, особливості фазового складу композиту системи BN_сф-ТіС-Al полягають в кристалізації з розплаву дібориду алюмінію замість потрійних фаз системи Al-B-C.

⇐ Предыдущая 1 23