CC BY
28СВС-ЭКСТРУЗИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОДОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДНОЙ КЕРАМИКИ, УПРОЧНЕННОЙ КАРБИДАМИ И БОРИДАМИ
Чижиков А.П. молодой ученый, Бажин П.М., Столин А.М.,
Константинов А.С.
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук, chij@ism.ac.ru
DOI: 10.24411/9999-004A-2018-10066
Оксид алюминия на сегодняшний день является одним из самых распространенных материалов для производства технической керамики благодаря своей высокой прочности, твердости, коррозионной стойкости и высокой рабочей температуре. Однако из-за хрупкости и низкой трещиностойкости применение оксида алюминия в промышленности ограничено. Улучшить эксплуатационные свойства керамики на основе Л12О3 можно за счет введения различных упрочняющих фаз и создания керамических композиционных материалов.
Одним из таких композиционных материалов является A12O3-SiC, который сочетает в себе полезные свойства как оксида алюминия, так и карбида кремния, а именно высокий предел прочности на изгиб, высокую твердость, отличную коррозионную стойкость и тд. Карбид кремния благодаря своей высокой теплопроводности в сочетании с низким коэффициентом линейного расширения и высокой прочностью обладает отличной способностью сопротивляться термоудару, что позволяет скомпенсировать низкую термостойкость оксида алюминия. Однако, с другой стороны, карбид кремния не отличается высокой вязкостью разрушения, что делает его чувствительным к наличию дефектов. Повысить вязкость разрушения карбида кремния можно за счет введения боридов и карбидов переходных металлов, например, TiC, TiB2. Диборид титана обладает такими свойствами, как высокая твердость, температура плавления и теплопроводность, а также хорошая способность сопротивляться воздействию расплавленных металлов, необходимыми для высокотемпературной технической керамики. Введение частиц TiB2 в матрицу SiC позволяет улучшить механические свойства карбида, а также конечную структуру синтезируемого композита. Введение частиц диборида титана положительно сказывается как на свойствах карбида кремния, так и матрицы из оксида алюминия.
На сегодняшний день композиционные материалы A12O3-SiC, TiB2-SiC были получены различными методами, однако наиболее широко используется высокотемпературное спекание с порошками Л12О3, SiC и TiB2 в качестве исходных материалов. Однако данный метод имеет ряд недостатков, таких как высокая трудоемкость, энергозатратность и ноднородность распределения структурных составляющих.
Данная работа направлена на получение керамических электродных материалов на основе системы Л120з-Т1Б2-81С в результате сочетания процессов горения в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и последующего пластического деформирования, реализованного в методе СВС - экструзии. В работе проведены измерения характеристик горения исследуемого материала, изучен фазовый состав и микроструктура полученных материалов, а также физико-механические свойства.
ВЛИЯНИЕ МАССОВЫХ СООТНОШЕНИЙ КОМПОНЕНТ НА РЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ШИХТОВОЙ СМЕСИ Ti-B
Константинов А.С. аспирант, Бажин П.М., Столин А.М., Боков А.В.
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, Черноголовка, konstanta@ism ac. ru
DOI: 10.24411/9999-004A-2018-10067
Композиционные материалы с титановой матрицей обладают высокой прочностью при комнатной и умеренно повышенной температурах. Одним из перспективных способов получения металлокерамического композита на основе системы Ti-B является метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). СВС характеризуется большой энергетической эффективностью, высокой чистотой продуктов синтеза и высокой скоростью производства. Однако высокая пористость композитов после СВС (до 50%) требует дополнительного высокотемпературного прессования, при котором композит может разрушаться.
В ИСМАНе, в лаборатории пластического деформирования, разработан технологический процесс СВС-экструзии, сочетающий горение в режиме СВС со сдвиговым деформированием. Этот метод обеспечивает синтез материала и получение изделия в одной установке и соединяет в себе достоинства как экструзии (возможность получения изделий нужного профиля с минимальной последующей обработкой), так и других СВС-технологий (экономичность, простота оборудования, малое время процесса, отсутствие необходимости высоких усилий при деформировании, отсутствие энергозатрат на внешний нагрев заготовки). Как и в классической порошковой металлургии, так и в технологии СВС, применяется предварительное холодное прессование шихтовых порошковых смесей. Плотность шихтовой пеллеты оказывает сильное влияние на скорость и температуру горения. А их повышение позволяет расширить интервал пластичности, столь необходимый для получения качественного бездефектного изделия. При низких значениях плотностей
