ВПЛИВ МЕХАНОАКТИВАЦІЇ НА ПРОЦЕСИ УЩІЛЬНЕННЯ ТА ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ГАРЯЧЕПРЕСОВАНОЇ КЕРАМІКИ НА ОСНОВІ ZrB₂

Анотація

Досліджено вплив попередньої механоактивації (МА) на структурно-фізичний стан вихідних реагентів, фазоутворення і структуру спеченої кераміки складу 80% (об.) ZrB₂–15% (об.) SiC–5% (об.) B₄C. Механоактивацію вихідних порошків проводили в планетарному високоенергетичному млині типу АІР в сталевих барабанах при швидкості обертання 1440 об/хв в середовищі аргону з водяним охолодженням. Час механоактивації становив 15, 30, 60 і 120 хв. Зразки отримували методом гарячого пресування у напівпромисловій установці СПД-120 з індукційним нагріванням в графітових прес-формах в середовищі СО–СО₂. Гранулометричний склад порошків визначали методом лазерної дифракції. Металографічні дослідження зразків проводили на електронному мікроскопі “Superprobe 733” (Японія). Встановлено, що механоактивація шихт ультрависокотемпературної кераміки впливає на кінетику ущільнення зразків. При збільшенні часу обробки суміші від 15 до 120 хв густина зразків в процесі гарячого пресування при температурі 2150 °С (15 хв) збільшується на 10%. Розмір частинок отриманих зразків складає 5–10 мкм. При гарячому пресуванні матрична фаза ZrB₂ формує каркасну структуру: фаза SiC в кількості 15% (об.) при частковій дисоціації виконує роль наповнювача, а B₄C в кількості 5% (об.) є донором бору і вуглецю. Отже, попередня механоактивація суміші порошків 80% (об.) ZrB₂–15% (об.) SiC–5% (об.) B₄C дозволила збільшити активність спікання в області температур 2100–2150 ºC, де відбувається формування вторинних фаз і рекристалізація (при 2150 ºC), досягти високої густини і низької пористості кераміки при гарячому пресуванні. Дослідження показали, що найбільш щільні зразки отримані спіканням шихти після механоактивації протягом 120 хв. При цьому густина зразків після гарячого пресування при 2100 °С (5 хв) і 2150 °С (15 хв) збільшується.