Твердофазна взаємодія TiC з ZrC або ZrN в умовах механохімічного синтезу та HPHT спікання
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2022.06.054Ключові слова:
механохімічний синтез, високий тиск, карбід титану, рентгенівська дифрактометрія, кристалічна структураАнотація
Із застосуванням методу рентгенівської дифракції докладно досліджено кристалічну структуру карбіду титану (TiC), який поряд із супутніми фазами міститься в продуктах механохімічного синтезу шихти складу 80 мол. % TiC та 20 мол. % ZrC, а також у композитах, отриманих HPHT спіканням (7,7 ГПа, 1750—2300 °С) шихти складу 60 об. % cBN, 25 об. % TiC, 10 об. % ZrN та 5 об. % Al. Встановлено, що в результаті твердофазної взаємодії TiC з ZrC або з ZrN (молярне співвідношення TiC до ZrC або ZrN приблизно 3 : 1) утворюються тверді розчини, що містять до 11 ат. % цирконію. Конкретніше, дефектний за атомами металу твердий розчин (Ti,Zr)1–δC утворюється вже після тригодинної механохімічної обробки шихти у високоенергетичному планетарному млині, а насичений азотом твердий розчин (Ti,Zr)(C,N)1+δ утворюється в умовах HPHT спікання за температури понад 1900 °С.
Завантаження
Посилання
ISO 513: 2004 Classification and application of hard cutting materials for metal removal with defined cutting edges — Designation of the main groups of application. Geneva: International Oraganization for Standardization, 2004.
McKie, A., Winzer, J., Sigalas, I., Herrmann, M., Weiler, L., Rödel, J. & Can, N. (2011). Mechanical properties of cBN-Al composite materials. Ceram. Int., 37, No. 1, pp. 1-8. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2010.07.034
Bushlya, V., Gutnichenko, O., Zhou, J., Avdovic, P. & Stahl, J. -E. (2013). Effects of cutting speed when turning age hardened Inconel 718 with PCBN tools of binderless and low-CBN grades. Mach. Sci. Technol., 17, No. 4, pp. 497-523. https://doi.org/10.1080/10910344.2013.806105
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, No. 1-2, pp. 195-205. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.200404.140
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., Stratiichuk, D. A., Turkevich, V. Z., Bilyavyna, N. M., Bushlya, V. M. & Ståhl, J. -E. (2020). Sintering of BN based composites with ZrC and Al under high temperatures and pressures. J. Superhard Mater., 42, No. 4, pp. 229-234. https://doi.org/10.3103/S1063457620040103
Bezhenar, M. P., Oleinik, G. S., Bozhko, S. A., Garbuz, T. O. & Konoval, S. M. (2009). Structure of composites of the cBN-Al-ZrN system produced by high-pressure sintering. J. Superhard Mater., 31, No. 6, pp. 357-362. https://doi.org/10.3103/S106345760906001X
Slipchenko, K., Bushlya, V., Stratiichuk, D., Petrusha, I., Can, A., Turkevich, V., Ståhl J. -E. & 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
Adjaoud, O., Steinle-Neumann, G., Burton, B. P. & Van de Walle, A. (2009). First-principles phase diagram calculations for the HfC—TiC, ZrC—TiC, and HfC—ZrC solid solutions. Phys. Rev. B., 80, No. 13, 134112. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.134112
Li, Y., Katsui, H. & Goto, T. (2015). Spark plasma sintering of TiC—ZrC composites. Ceram. Int., 41, No. 5, pp. 7103-7108. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.02.019
Nakonechna, O. I., Belyavina, N. N., Dashevskyi, M. M., Ivanenko, K. O. & Revo, S. L. (2018). Novel Ti2CuCx and Ti3Cu2Cx carbides obtained by sintering of products of mechanochemical synthesis of Ti, Cu and carbon nanotubes. Phys. Chem. Solid State., 19, No. 2, pp. 179-185. https://doi.org/10.15330/pcss.19.2.179-185
Kovalev, D. Yu., Kochetov, N. A. & Chuev, I. I. (2021). Fabrication of high-entropy carbide (TiZrHfTaNb) С by high-energy ball milling. Ceram. Int., 47, No. 23, pp. 32626-32633. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.08.158
Avramenko, T. G., Kuryliuk, A. M., Nakonechna, O. I. & Belyavina, N. N. (2022). Effect of TEG on oxidation of TiC—ZrC equimolar blend at mechanical alloying. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 6, pp. 713-724. https://doi.org/10.15407/mfint.44.06.0713
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
Belyavina, N. N., Stratiichuk, D. A., Nakonechna, О. І., Avramenko, T. G., Kuryliuk, A. M. & Turkevich, V. Z. (2022). Tin crystal structure features in cBN—TiN—Al composite sintered at high pressures and temperatures. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 2, pp. 58-66. https://doi.org/10.15407/dopovidi2022.02.058
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
