Кінетика взаємодії карбіду титану з нітридом ванадію за умов механохімічного синтезу сумішей TiC—VN
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2025.01.003%20Ключові слова:
механохімічний синтез, карбід, нітрид, кристалічна структура, рентгенівська дифрактометріяАнотація
Проведено детальне рентгенівське дослідження покроково відібраних продуктів механохімічного оброблення в планетарному млині трьох сумішей системи TiC—VN зі співвідношенням компонентів (мол. %) 2 : 1, 1 : 1 та 1 : 2. У результаті уточнення кристалічних структур TiC та VN виявлено, що механохімічна активація цих сумішей насамперед зумовлює накопичення в них точкових дефектів. При цьому частина атомів титану або ванадію переміщується в тетраедричні пори структур, залишаючи металеві підґратки вакантними. Цей процес супроводжується тим, що частина атомів металу залишає структури TiC або VN з формуванням в зоні реакції млина окремих кластерів відповідного металу. Утворення окремих кластерів титану або ванадію в поєднанні з накопиченням структурних вакансій створює передумови для подальшого формування взаємних твердих розчинів заміщення, усереднений склад яких за даних режимів механохімічного синтезу становить (ат. %): 47 Ti, 6 V та 47 C для (Ti,V)C; 41 V, 7 Ti та 52 N для (V,Ti)N. Докладно розглянуто кінетику процесу формування зазначених твердих розчинів. Отримані фінальні нанокристалічні порошки (розмір кристалітів до 20 нм) механохімічно оброблених сумішей TiC—VN будуть апробовані як добавки для поліпшення функціональних властивостей сплавів медичного титану.
Завантаження
Посилання
Benko, E., Stanisław, J. S., Królicka, B., Wyczesany, A. & Barr, T. L. (1999). cBN—TiN, cBN—TiC composites: chemical equilibria, microstructure and hardness mechanical investigations. Diam. Relat. Mater., 8, No. 10, pp. 1838-1846. https://doi.org/10.1016/S0925-9635(99)00131-4
Chiou, S.-Y., Ou, S.-F., Jang, Y.-G. & Ou, K.-L. (2013). Research on CBN/TiC composites Part1: Effects of the cBN content and sintering process on the hardness and transverse rupture strength. Ceram. Int., 39, No. 6, pp. 7205-7210. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.02.066
Slipchenko, K. V., Petrusha, I. A., Turkevich, V. Z., Stratiichuk, D. A., Slipchenko, V. M., Bilyavina, N. M., Turkevich, D. V., Bushlya, V. M. & Stahl, J.-E. (2019). The influence of sintering temperature on phase composition and mechanical properties of сBN-based composites with addition of vanadium compounds. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 41, No. 12, pp.1599-1610 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/ mfint.41.12.1599
Man, H. C., Zhang, S., Cheng, F. T. & Yue, T. M. (2001). Microstructure and formation mechanism of in situ synthesized TiC/Ti surface MMC on Ti—6Al—4V by laser cladding. Scr. Mater., 44, No. 12, pp. 2801-2807. https://doi.org/10.1016/S1359-6462(01)00977-0
Wei, W.-H., Shao, Z.-N., Shen, J. & Duan, X.-M. (2018). Microstructure and mechanical properties of in situ formed TiC-reinforced Ti—6Al—4V matrix composites. Mater. Sci. Technol., 34 No. 2, pp. 191-198. https:// doi.org/10.1080/02670836.2017.1366737
Slipchenko, K., Bushlya, V., Stratiichuk, D., Petrusha, I., Can A., Turkevich, V. & Lenrick, F. (2022). Multicomponent binders for PcBN performance enhancement in cutting tool applications. J. Eur. Ceram. Soc., 42, No. 11, pp. 4513-4527. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2022.04.022
Belyavina, N. M., Turkevich, V. Z., Kuryliuk, A. M., Stratiichuk, D.A. & Nakonechna, O. I. (2024). Formation of multicomponent solid solutions in cBN—TiC—VN—Al sysnem at high pressure composite sintering. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 4, pp. 33-47 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/dopovidi2024.04.033
Belyavina, N., Nakonechna, O., Kuryliuk, A., Kogutyuk, P., Stratiichuk, D. & Turkevich, V. (2023). Formation of nanoscale (Ti,V)N solid solutions form equimolar TiN/VN blend at mechanical alloying or HPHT sintering. Mater. Proc. 14, 16. https://doi.org/10.3390/IOCN2023-14518
Dashevskyi, M., Boshko, О., Nakonechna, O. & Belyavina, N. (2017). Phase transformations in equiatomic Y—Cu powder mixture at mechanical milling. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 4, pp. 541-552. https:// doi.org/10.15407/mfint.39.04.0541
Bilyavina, N. M., Kuryliuk, V. V., Dibrov, V. V. & Kuryliuk, A. M. (2025). Mechanical alloying of equimolar TiC—VN and TiN—VN blends. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 47, No. 1, pp. 25-38. https://doi.org/10.15407/ mfint.47.01.0025
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
