Синтез композиционных порошковых смесей B4C-TiB2 методом карбидоборного восстановления с использованием нановолокнистого углерода для изготовления керамики
Full article
Journal |
Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия
ISSN: 1997-308X
|
Output data |
Year: 2023,
Volume: 17,
Number: 2,
Pages: 35-45
Pages count
: 11
DOI:
10.17073/1997-308X-2023-2-35-45
|
Tags |
карбид бора, диборид титана, карбидоборное восстановление, нановолокнистый углерод (НВУ), высокотемпературный синтез |
Authors |
Гудыма Т.С.
1
,
Крутский Ю.Л.
1
,
Максимовский Е.А.
2
,
Черкасова Н.Ю.
1
,
Лапекин Н.И.
2
,
Ларина Т.В.
3
|
Affiliations |
1 |
Новосибирский государственный технический университет, 630073, г.Новосибирск, пр-т Карла Маркса, 20
|
2 |
Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения РАН, 630090, г.Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 3
|
3 |
Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН, 630090, г.Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 5
|
|
Funding (1)
1
|
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation
|
FSUN-2023-0008
|
В работе представлены результаты исследования процесса получения порошковых смесей B4C–TiB2 методом карбидоборного восстановления диоксида титана в присутствии восстановителя – нановолокнистого углерода, а также изучения некоторых свойств керамики, изготовленной с использованием синтезированного порошка. Синтез порошковых смесей проводили в индукционной тигельной печи в течение 20 мин в диапазоне температур 1200–1900 оС в среде инертного газа - аргона. Установлено, что оптимальная температура процесса синтеза независимо от состава шихты составляет 1650 оС. Изучены характеристики порошков, содержащих 10–30 мол. % фазы TiB2. Методом рентгеновской электронной микроскопии установлено, что частицы порошка преимущественно агрегированы. На гистограммах распределения частиц по размерам присутствуют два пика: первый (с меньшим размером частиц) в основном характеризует фазу B4C, а второй (с крупными частицами) - фазу TiB2. Средний размер частиц фазы В4С составляет 5,3-5,5 мкм, а фазы TiB2 – 33,6-41,9 мкм. Средний размер 50 % частиц порошка для исследуемых составов не превышает 13,4 мкм. Величина удельной поверхности образцов не превышает 5 м2/г. Окисление полученных смесей кислородом воздуха начинается при температуре около 500 оС. При этом при достижении температуры 1000оС окисляется не более 45 мас. % исследуемых порошков. Керамика, изготовленная с использованием синтезированной порошковой смеси B4C+30 мол.% TiB2 методом горячего прессования, продемонстрировала достаточно высокие значения относительной плотности (99,0±1,1 %) и трещиностойкости (5,0±0,2 МПа∙м0,5).