Особливості формування структури та фазового складу в процесі реакційного спікання кубічного нітриду бору зі сполуками Ti, Cr, V

Abstract

Методами фізичного матеріялознавства досліджено вплив температури спікання на фазовий склад і структуру керамоматричних композитів на основі кубічного нітриду бору зі зв’язками у вигляді алюмінію та карбідів Ti, Cr, V. Об’єктом дослідження обрано три композиції cBN–TiC–Al, cBN–Cr₃C₂–Al та cBN–VC–Al із вмістом cBN у 60% об. Композити одержано методою термобаричного спікання в апараті високого тиску типу АВТТ-30 у температурному інтервалі 1600–2450°C при прикладанні тиску у 7,7 ГПа. В процесі термобаричного спікання композитів в системах cBN–TiC–Al та cBN–Cr₃C₂–Al виявлено формування диборидів титану та хрому при температурах спікання Тсп≥Тсп≥ 1850°C та Тсп≥Тсп≥ 2150°C відповідно; одночасно з цим виявлено формування нітриду алюмінію.

Методами физического материаловедения исследовано влияние температуры спекания на фазовый состав и структуру керамоматричных композитов на основе кубического нитрида бора со связками в виде алюминия и карбидов Ti, Cr, V. Объектом исследования выбраны три композиции cBN–TiC–Al, cBN–Cr₃C₂–Al и cBN–VC–Al с содержанием cBN 60% об. Композиты получены методом термобарического спекания в аппарате высокого давления типа АВТТ-30 в температурном интервале 1600–2450°C при приложении давления 7,7 ГПа. В процессе термобарического спекания композитов в системах cBN–TiC–Al и cBN–Cr₃C₂–Al обнаружено формирование диборидов титана и хрома при температурах спекания Тсп≥Тсп≥ 1850°C и Тсп≥Тсп≥ 2150°C соответственно; одновременно с этим выявлено формирование нитрида алюминия.

Influence of sintering temperature on both phase composition and structure of ceramic matrix composites based on cubic boron nitride with binders in a form of Al and the Ti, Cr, V carbides are investigated by methods of physical materials science. As the object of study, three cBN–TiC–Al, cBN–Cr₃C₂–Al, cBN–VC–Al compositions containing 60% vol. cBN are selected. The composites are obtained by high-pressure high-temperature (HPHT) sintering in high-pressure apparatus AVTT-30 in the temperature range of 1600–2450°C under pressure of 7.7 GPa. In the process of HPHT sintering of composites in the cBN–TiC–Al and cBN–Cr₃C₂–Al systems, the formation of titanium and chromium diborides is found at the temperatures of sintering Тsint≥Тsint≥ 1850°C and Тsint≥Тsint≥ 2150°C, respectively, simultaneously with the formation of aluminium nitride.