ЗМОЧУВАННЯ ТА КОНТАКТНА ВЗАЄМОДІЯ СПЛАВУ НА ОСНОВІ НІКЕЛЮ З КЕРАМІЧНИМИ МАТЕРІАЛАМИ НА ОСНОВІ ZrB₂ та (Ti, Cr)B₂

Анотація

Проведено змочування композиційних керамічних матеріалів систем ZrB₂–MoSi₂–AlN, ZrB₂–SiС–AlN, (Ti,Cr)B₂–AlN сплавом системи Ni–Cr–W–Мо. Встановлено, що металевий сплав добре змочує керамічні матеріали, утворюючи протягом 3–7 хв на їх поверхнях контактні кути θ = 0–12 град. На процес змочування меншою мірою впливає склад основної фази (ZrB₂ і (Ti, Cr)B₂)), а більшою — вміст діелектричних добавок SiC і AlN, які погіршують змочування композиційних матеріалів. На поперечних мікро­шлі­фах змочених зразків досліджено зони їх взаємодії. Виявлено три характерні зони: тугоплавка підкладка, перехідна зона і металева крапля. У зоні тугоплавкої підкладки зберігається склад і мікроструктура вихідного керамічного матеріалу. У перехідній зоні на глибині до 150 мкм пори та тріщини заповнюються розплавленим сплавом. Активної хімічної взаємодії між компонентами металевого сплаву і керамічних композиційних матеріалів не спостерігається, хоча незначна дифузія (до 3%) деяких елементів тугоплавкої підкладки в металевий сплав і зі сплава в підкладку відбувається в тонкій приконтактній зоні з утворенням обмежених твердих розчинів. Переважно це спостерігається при змочуванні матеріалів, які містять SiC, MoSi₂, і проявляється через дифузію Si в металевий сплав. При змочуванні матеріалів на основі (Ti, Cr)B₂ у вузькій (3–7 мкм) приконтактній зоні спостерігається незначне збіднення (1–2%) керамічної підкладки хромом. Незважаючи на це, склад і тугоплавких підкладок, і металевого сплаву в зоні взаємодії близький до вихідного. У зоні краплі, окрім основної фази на основі твердого розчину NiCr, склад якої близький до складу вихідного матеріалу, виявлено поодинокі включення фази на основі Cr з високим вмістом W і Mo. В цілому ж хороше змочування металевим сплавом керамічних композиційних матеріалів і відсутність активної хімічної взаємодії між компонентами матеріалів дозволяє використовувати їх спільно для напилення покриттів та створення металокерамічних композиційних матеріалів.