КІНЕТИКА НЕІЗОТЕРМІЧНОГО СПІКАННЯ ПОРОШКОВОЇ СУМІШІ КАРБІДІВ БОРУ І КРЕМНІЮ ПІД ТИСКОМ, СТРУКТУРА І ХАРАКТЕР РУЙНУВАННЯ ОТРИМАНОГО КОМПОЗИТУ

Анотація

Досліджено кінетику ущільнення порошкової суміші карбіду бору з 20% (мас.) карбіду кремнію при неізотермічному спіканні під тиском у режимі контрольованого нагрівання. Для визначення лапласовського тиску проведено дослідження кінетики ізотермічного спікання суміші при температурі 2240 К під прикладеним тиском 36,1; 49,6; 63,2 та 72,2 МПа. Встановлено, що кінетика процесу контролюється механізмом усталеної повзучості матриці, яка утворює пористе тіло, зі швидкістю в' язкої течії, пропорційною квадрату напруження. Порівняно низьке значення оціненого лапласовського тиску, що становить 5,6 МПа, пояснює труднощі отримання композитів на основі карбіду бору при звичайному спіканні без зовнішнього тиску. За даними про поточні температуру і висоту зразків у процесі їх спікання під тиском визначено швидкості нагріву та похідні відносної густини по температурі, що дозволило описати кінетику процесу в рамках теорії об'ємної в'язкої течії пористого тіла при спіканні під тиском у прес-формі. Оцінені значення енергії активації проміжної та пізньої стадій спікання дослідженого композиту під тиском для різних швидкостей нагріву коливаються у межах 670–710 кДж/моль. Ці значення показують, що кінетика спікання контролюється механізмом переповзання дислокацій. Вивчення структури та характеру руйнування спечених зразків показало, що вони залежать від швидкості нагріву. Чим вища швидкість нагрівання при спіканні порошкових сумішей B4C–20% SiC, тим більші неоднорідність розподілу структурних складових і частка транскристалітного руйнування спечених зразків.