Властивості кераміки ZrB₂―SiC―СrB₂, отриманої вакуумним спіканням

Анотація

Проведено дослідження вакуумного спікання кераміки на основі ZrB₂ в інтервалі температур 1800―2100 ^оС з витримкою 1 год. Показано, що диборид хрому активує процес спікання кераміки за рахунок ущільнення в режимі рідкофазного спікання. В результаті спікання відбувається взаємодія між компонентами з утворенням нових високотемпературних фаз: CrB, ZrC та складних твердих розчинів на їх основі. Додавання СrB₂ в кількості 10% (мас.) до базового композита ZrB₂―10% (мас.) SiC дозволяє отримати щільний матеріал вже за температури 1950 ^оС з високою механічною міцністю, яка становить приблизно 500 МПа, та стійкістю до окиснення за температур 1200―1500 ^оС, де швидкість окиснення не перевищує 5 мг/см² ·год. Подальше додавання бориду хрому зменшує міцність границь зерен, про що свідчать значення K_1с і зернограничної міцності, також погіршується стійкість до окиснення, це зумовлено високою пружністю хрому за температури випробувань 1500 ^оС. Окалина кераміки складається з трьох шарів: верхнього боросилікатного скла, шару з оксиду цирконію, оксиду кремнію і бориду хрому та шару із збідненими елементами по кремнію та бору. Порівняння керамік, отриманих методами вакуумного спікання та гарячого пресування, показало, що вони майже не відрізняються за рівнем фізико-механічних властивостей за умови однакової щільності. Повний текст