КIНЕТИКА УЩIЛЬНЕННЯ ПОРИСТОГО ДИБОРИДУ ЦИРКОНIЮ ПРИ СПIКАННI ПIД ТИСКОМ У ВАКУУМI 

Анотація

Експериментально досліджено часову залежність ущільнення порошку дибориду цирконію при спіканні під зовнішнім тиском від 12 до 60 МПа у вакуумі за умов ізотермічної витримки при температурах в межах 2110–2300 °С, а також в неізотермічному режимі контрольованого нагрівання з постійним темпом підвищення температури на 20 та 40 °С за хвилину. Кінетику ущільнення проаналізовано в рамках континуальної теорії об'ємної в'язкої течії пористого тіла з урахуванням впливу форми частинок порошку на реологічні властивості пористого тіла. Показано, що кінетика ущільнення репрезентується рівнянням усталеної нелінійної повзучості матриці, яка утворює пористе тіло. При цьому в умовах ізотермічної витримки середньоквадратична швидкість деформації є пропорційною четвертому степеню середньоквадратичного напруження. Повзучість контролюється механізмом переповзання дислокацій з енергією активації, значення якої становить 626 кДж/моль і узгоджується із подібними значеннями, характерними для самодифузії у металевій підрешітці боридів. Оцінене значення лапласівського тиску практично не поступається середньому значенню вибраних зовнішніх тисків. Генероване дією адитивного тиску середньоквадратичне зсувне напруження в процесі ущільнення в міру підвищення відносної густини тіла зменшується і прямує до нуля при наближенні густини матеріалу до її теоретичного значення. Середньоквадратична швидкість деформації характеризується різким зниженням до малих значень у процесі ізотермічного спікання і зростанням по кривій з максимумом при неізотермічному спіканні. Для процесу спікання під тиском у неізотермічному режимі виявлено два температурні інтервали, яким відповідають різні значення енергії активації. Інтервал вищих температур характеризується енергією активації, яка суттєво перевищує відповідні значення для ізотермічного спікання і вказує на ендотермічний характер процесу. Оцінено критичну температуру холодноламкості дибориду цирконію, при якій відбувається його перехід у пластичний стан. Вона становить 1345 °С.