Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур
В умовах високого тиску (7,7 ГПа) та температури (1600—2200 °C) в апараті високого тиску типу “тороїд-30” досліджено процеси спікання алмазних мікропорошків у присутності тетрабориду кремнію (SiB₄) та карбіду вольфраму (WC). Експериментально показано, що добавок SiB₄ та WC у кількості 5 % об. кожног...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2019 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162461 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур / Д.А. Стратійчук, В.З. Туркевич, В.М. Бушля // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 10. — С. 49-56. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-162461 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Стратійчук, Д.А. Туркевич, В.З. Бушля, В.М. 2020-01-09T11:19:56Z 2020-01-09T11:19:56Z 2019 Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур / Д.А. Стратійчук, В.З. Туркевич, В.М. Бушля // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 10. — С. 49-56. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2019.10.049 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162461 539.89 В умовах високого тиску (7,7 ГПа) та температури (1600—2200 °C) в апараті високого тиску типу “тороїд-30” досліджено процеси спікання алмазних мікропорошків у присутності тетрабориду кремнію (SiB₄) та карбіду вольфраму (WC). Експериментально показано, що добавок SiB₄ та WC у кількості 5 % об. кожного цілком достатньо для формування міцного алмазного композита, а процес реакційного спікання краще проводити в температурному інтервалі 1900—2000 °C з витримкою не більше 60 с. За даними XRD-аналізу, при температурах вище 1600 °C SiB₄ взаємодіє з алмазним вуглецем та WC, внаслідок чого утворюються фази β-SiC та W₂B₅, що розміщуються в міжзеренному просторі і які є зв'язуючими фазами алмазного композита. При температурах вище 2000 °C зафіксовано значну графітизацію алмазних зерен та, як наслідок, різке зниження фізико-механічних характеристик композита. Отриманий при 1950 °C матеріал характеризується низькою пористістю (~0,1 %), високою твердістю (HV10 = 62 ГПа), тріщиностійкістю (К1С = 9,7 МПа • м^1/2), модулем Юнга 820 ГПа та термостійкістю ~1100 °C. В условиях высокого давления (7,7 ГПа) и температуры (1600—2200 °C) в аппарате высокого давления типа “тороид-30” изучены процессы спекания алмазных микропорошков в присутствии тетраборида кремния (SiB₄) и карбида вольфрама. Экспериментально показано, что добавок SiB₄ и WC в количестве 5 % об. каждого вполне достаточно для формирования прочного алмазного композита, а процесс реакционного спекания лучше проводить в температурном интервале 1900—2000 °C при выдержке не больше 60 с. Согласно данным XRD-анализа, при температурах выше 1600 °C тетраборид кремния взаимодействует с алмазным углеродом и WC, в результате чего образуются фазы β-SiC и W₂B₅, которые сосредоточены в межзёренном пространстве и являются связующими фазами алмазного композита. При температурах выше 2200 °C зафиксирована значительная графитизация алмазных зёрен и, как следствие, резкое падение физико-механических характеристик композита. Полученный при 1950 °C материал характеризуется низкой пористостью (~0,1 %), высокой твёрдостью (HV10 = 62 ГПа), трещиностойкостью (К1С = 9,7 МПа • м^1/2), модулем Юнга 820 ГПа и термостойкостью ~1100 °C. Under conditions of high pressures (7.7 GPa) and temperatures (1600-2200 °C) in a high-pressure apparatus of the “toroid-30” type, sintering of diamond micropowders in the presence of silicon tetraboride (SiB₄) and tungsten carbide is studied. It is experimentally shown that SiB₄ and WC additives in the amount of 5 % by volume each are quite sufficient for the formation of a durable diamond composite, and the reaction sintering process is best carried out in the temperature range 1900-2000 °C with an exposure time of no more than 60 sec. According to the XRD analysis, it is shown that, at temperatures above 1600 °C, silicon tetraboride interacts with diamond carbon and WC, resulting in the formation of β-SiC and W₂B₅ phases, which are concentrated in the intergranular space and are the connecting phases of the diamond composite. At temperatures above 2200 °C, the significant graphitization of diamond grains is recorded, and, as a consequence, a sharp drop in the physicomechanical characteristics of the composite is observed. The material obtained at 1950 C is characterized by low porosity (~ 0.1%), high hardness (HV10 = 62 GPa), crack resistance (К1С = 9,7 МПа • м^1/2), Young’s modulus equal to 820 GPa, and heat resistance ~1100 °C. Дослідження виконано в рамках European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme, проект Flintstone2020 (грант № 689279), та Visby Scholarship від Swedish Institute (грант № 02757/2016). uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Матеріалознавство Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур Получение сверхтвёрдых композитов в системе Cалм—SiB₄—WC в условиях высоких давлений и температур Obtaining superhard composites in the system Cdiam—SiB₄—WC under conditions of high pressures and temperatures Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур |
| spellingShingle |
Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур Стратійчук, Д.А. Туркевич, В.З. Бушля, В.М. Матеріалознавство |
| title_short |
Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур |
| title_full |
Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур |
| title_fullStr |
Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур |
| title_full_unstemmed |
Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур |
| title_sort |
отримання надтвердих композитів у системі салм—sib₄—wc в умовах високих тисків та температур |
| author |
Стратійчук, Д.А. Туркевич, В.З. Бушля, В.М. |
| author_facet |
Стратійчук, Д.А. Туркевич, В.З. Бушля, В.М. |
| topic |
Матеріалознавство |
| topic_facet |
Матеріалознавство |
| publishDate |
2019 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Получение сверхтвёрдых композитов в системе Cалм—SiB₄—WC в условиях высоких давлений и температур Obtaining superhard composites in the system Cdiam—SiB₄—WC under conditions of high pressures and temperatures |
| description |
В умовах високого тиску (7,7 ГПа) та температури (1600—2200 °C) в апараті високого тиску типу “тороїд-30” досліджено процеси спікання алмазних мікропорошків у присутності тетрабориду кремнію (SiB₄) та карбіду вольфраму (WC). Експериментально показано, що добавок SiB₄ та WC у кількості 5 % об. кожного цілком достатньо для формування міцного алмазного композита, а процес реакційного спікання краще проводити в температурному інтервалі 1900—2000 °C з витримкою не більше 60 с. За даними XRD-аналізу, при температурах вище 1600 °C SiB₄ взаємодіє з алмазним вуглецем та WC, внаслідок чого утворюються
фази β-SiC та W₂B₅, що розміщуються в міжзеренному просторі і які є зв'язуючими фазами алмазного композита. При температурах вище 2000 °C зафіксовано значну графітизацію алмазних зерен та, як наслідок, різке зниження фізико-механічних характеристик композита. Отриманий при 1950 °C матеріал характеризується низькою пористістю (~0,1 %), високою твердістю (HV10 = 62 ГПа), тріщиностійкістю (К1С = 9,7 МПа • м^1/2), модулем Юнга 820 ГПа та термостійкістю ~1100 °C.
В условиях высокого давления (7,7 ГПа) и температуры (1600—2200 °C) в аппарате высокого давления
типа “тороид-30” изучены процессы спекания алмазных микропорошков в присутствии тетраборида
кремния (SiB₄) и карбида вольфрама. Экспериментально показано, что добавок SiB₄ и WC в количестве
5 % об. каждого вполне достаточно для формирования прочного алмазного композита, а процесс реакционного спекания лучше проводить в температурном интервале 1900—2000 °C при выдержке не больше
60 с. Согласно данным XRD-анализа, при температурах выше 1600 °C тетраборид кремния взаимодействует с алмазным углеродом и WC, в результате чего образуются фазы β-SiC и W₂B₅, которые сосредоточены в межзёренном пространстве и являются связующими фазами алмазного композита. При температурах выше 2200 °C зафиксирована значительная графитизация алмазных зёрен и, как следствие,
резкое падение физико-механических характеристик композита. Полученный при 1950 °C материал характеризуется низкой пористостью (~0,1 %), высокой твёрдостью (HV10 = 62 ГПа), трещиностойкостью (К1С = 9,7 МПа • м^1/2), модулем Юнга 820 ГПа и термостойкостью ~1100 °C.
Under conditions of high pressures (7.7 GPa) and temperatures (1600-2200 °C) in a high-pressure apparatus of
the “toroid-30” type, sintering of diamond micropowders in the presence of silicon tetraboride (SiB₄) and
tungsten carbide is studied. It is experimentally shown that SiB₄ and WC additives in the amount of 5 % by
volume each are quite sufficient for the formation of a durable diamond composite, and the reaction sintering
process is best carried out in the temperature range 1900-2000 °C with an exposure time of no more than 60 sec.
According to the XRD analysis, it is shown that, at temperatures above 1600 °C, silicon tetraboride interacts
with diamond carbon and WC, resulting in the formation of β-SiC and W₂B₅ phases, which are concentrated in
the intergranular space and are the connecting phases of the diamond composite. At temperatures above 2200 °C,
the significant graphitization of diamond grains is recorded, and, as a consequence, a sharp drop in the physicomechanical
characteristics of the composite is observed. The material obtained at 1950 C is characterized by low
porosity (~ 0.1%), high hardness (HV10 = 62 GPa), crack resistance (К1С = 9,7 МПа • м^1/2), Young’s modulus
equal to 820 GPa, and heat resistance ~1100 °C.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162461 |
| citation_txt |
Отримання надтвердих композитів у системі Салм—SiB₄—WC в умовах високих тисків та температур / Д.А. Стратійчук, В.З. Туркевич, В.М. Бушля // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 10. — С. 49-56. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT stratíičukda otrimannânadtverdihkompozitívusistemísalmsib4wcvumovahvisokihtiskívtatemperatur AT turkevičvz otrimannânadtverdihkompozitívusistemísalmsib4wcvumovahvisokihtiskívtatemperatur AT bušlâvm otrimannânadtverdihkompozitívusistemísalmsib4wcvumovahvisokihtiskívtatemperatur AT stratíičukda polučeniesverhtverdyhkompozitovvsistemecalmsib4wcvusloviâhvysokihdavleniiitemperatur AT turkevičvz polučeniesverhtverdyhkompozitovvsistemecalmsib4wcvusloviâhvysokihdavleniiitemperatur AT bušlâvm polučeniesverhtverdyhkompozitovvsistemecalmsib4wcvusloviâhvysokihdavleniiitemperatur AT stratíičukda obtainingsuperhardcompositesinthesystemcdiamsib4wcunderconditionsofhighpressuresandtemperatures AT turkevičvz obtainingsuperhardcompositesinthesystemcdiamsib4wcunderconditionsofhighpressuresandtemperatures AT bušlâvm obtainingsuperhardcompositesinthesystemcdiamsib4wcunderconditionsofhighpressuresandtemperatures |
| first_indexed |
2025-12-07T15:39:14Z |
| last_indexed |
2025-12-07T15:39:14Z |
| _version_ |
1850864518935085056 |