ОСОБЛИВОСТІ ВЗАЄМОДІЇ  ДИБОРИДУ ТИТАНУ З ХРОМОМ

Анотація

Досліджено взаємодію дибориду титану з хромом в інтервалі температур 1200–1950 ºC у вакуумі. Встановлено, що до температури 1580 ± 20 ºС при витримці 2 год на границі контакту проходить твердофазна реакція з утворенням на стороні хрому прошарку Cr₂B товщиною 40 мкм. Вище температури 1580 ºС процес взаємодії протікає за механізмом контактного плавлення, характерного для евтектичних систем. У доевтектичній частині квазібінарної діаграми стану системи Cr–TiB₂ домінуючими фазами є хром, твердий розчин титану в хромі, диборид хрому Cr₂B, а також фаза, за складом близька до потрійного бориду Cr₂TiB₂. Температура утворення евтектики знаходиться в області 1580 ºC при вмісті дибориду титану 14%. Утворена при температурі 1600 °С рідка фаза змочує поверхню дибориду з крайовим кутом змочування ~75 град; підвищення температури до 1950 °С зменшує крайовий кут змочування до ~10 град. Рідка фаза, взаємодіючи з TiB₂, зникає через утворення більш високотемпературних продуктів реакції. При цьому утворюються подвійні (Сr₂B, TiB) і потрійна (Cr₂TiB₂) сполуки, побудовані на базі кристалічних ґраток диборидів титану та хрому. Фазовий склад композитів залежить від співвідношення компонентів у сплаві: зі збільшенням вмісту дибориду титану в сплаві кількість продуктів реакції зростає. З огляду на евтектичний характер квазібінарної діаграми стану Cr–TiB₂, невеликий кут змочування дибориду титану евтектикою та взаємодію з нею, хром, зважаючи на його можливість рівномірно розподілятися у всьому об'ємі шихти через парову фазу, є перспективним елементом для використання як активатора процесу спікання. На підставі проведених досліджень розроблено технологію активованого спікання дибориду титану, що дозволило підвищити його міцність на згин в 1,5–2 рази.