Особливості кристалічної структури нітриду титану в композиті cBN—TiN—Al, спеченому при високих тиску і температурі

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15407/dopovidi2022.02.058

Ключові слова:

високий тиск, надтверді матеріали, нітрид титану, рентгенівська дифрактометрія, кристалічна структура

Анотація

Методом рентгенівської дифракції детально досліджено кристалічну структуру TiN, який поряд з cBN і продуктами реакційної взаємодії компонентів шихти (TiB2 та AlN) існує в композитах, отриманих HPHТ- спіканням (7, 7 ГПа, 1750–2300 °С) шихти складу 60 об. % cBN, 35 об. % TiN та 5 об. % Al. На основі рентге- ноструктурних розрахунків для кристалічної структури нітриду TiN запропоновано модель модифікованої структури типу NaCl, яка характеризується наявністю додаткових атомів азоту, що статистично розміщуються по вершинах октаедрів, розташованих навколо наявних вакансій атомів азоту з основної ґратки типу NaCl. Показано, що в процесі HPHT-спікання TiN виступає як джерело додаткового азотування поверхні композита, яке найефективніше діє в інтервалі температур 2000–2150 °С, в якому зафіксовано максимальну величину мікротвердості композита cBN—TiN—Al в 31—32 ГПа.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Kanyanta, V. (Ed. ). (2016). Microstructure-property correlations for hard, superhard, and ultrahard materials. Springer.

Huang, Y., Chou, Y. K. & Liang, S. Y. (2007). СBN tool wear in hard turning: A survey on research progresses. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 35, No. 5-6, pp. 443-453. https: //doi. org/10. 1007/s00170-006-0737-6

Rong, X. Z., Tsurumi, T., Fukunaga, O. & Yano, T. (2002). High-pressure sintering of cBN-TiN-Al composite for cutting tool application. Diam. Relat. Mater., 11, No. 2, pp. 280-286. https: //doi. org/10. 1016/S0925-9635(01)00692-6

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

Klimczyk, P., Benko, E., Lawniczak-Jablonska, K., Piskorska, E., Heinonen, M., Ormaniec, A., Gorczynska- Zawislan, W. & Urbanovich, V. S. (2004). Cubic boron nitride—Ti/TiN composites: hardness and phase equilibrium as function of temperature. J. Alloys Compd., 382, pp. 195-205. https: //doi. org/10. 1016/j. jallcom. 2004. 04. 140

Xie, H., Deng, F., Wang, H., Liu, J., Han, S. & Feng, F. (2020). Study of the proportioning design method and mechanical properties of a cBN–TiN composite. Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 89, 105209. https: //doi. org/10. 1016/j. ijrmhm. 2020. 105209

Slipchenko, K. V., Turkevich, V. Z., Bushlya, V. M. & Ståhl, J. -E. (2019). cBN based materials with TiNAl binder phase: sintering, structure, properties. Rock cutting and metalworking tools — technique and technology of its manufacture and application: Collection of scientific papers, Iss. 22 (pp. 254-260). Kyiv: V. Bakul Institute for Superhard Materials of the NAS of Ukraine. https: //doi. org/10. 33839/2223-3938-2019-22-1-254-260

Yuan, Y., Cheng, X., Chang, R., Li, T., Zang, J., Wang Y., Yu, Y., Lu, J. & Xu, X. (2016). Reactive sintering cBN-Ti-Al composites by spark plasma sintering. Diam. Relat. Mater., 69, pp. 138-143. https: //doi. org/10. 1016/j. diamond. 2016. 08. 009

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

Sangiovanni, D. G., Alling, B., Steneteg, P., Hultman, L. & Abrikosov, I. A. (2015). Nitrogen vacancy, selfinterstitial diffusion, and Frenkel-pair formation/dissociation in B1 TiN studied by ab initio and classical molecular dynamics with optimized potentials. Phys. Rev. B, 91, No. 5, 054301. https: //doi. org/10. 1103/PhysRevB. 91. 054301

##submission.downloads##

Опубліковано

10.05.2022

Як цитувати

Білявина, Н. ., Стратійчук, Д. ., Наконечна, О. ., Авраменко, Т. ., Курилюк, А. ., & Туркевич, В. . (2022). Особливості кристалічної структури нітриду титану в композиті cBN—TiN—Al, спеченому при високих тиску і температурі. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, (8), 58–66. https://doi.org/10.15407/dopovidi2022.02.058

Номер

№ 8 (2015): Доповіді Національної академії наук України

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Доповіді Національної академії наук України

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.