Особливості формування фаз NiCx (x < 0,33) за умов механохімічного легування сумішей Ni-ВНТ і Ni-графіт

• Veröffentlicht in: Доповіді НАН України
• Datum: 2020
• Hauptverfasser: Наконечна, О.І., Білявина, Н.М., Іваненко, К.О., Курилюк, А.М., Душейко, М.Г., Макара, В.А.
• Format: Artikel
• Sprache: Ukrainian
• Veröffentlicht: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2020
• Schlagworte: Матеріалознавство
• Online Zugang: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/170394
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Zitieren: Особливості формування фаз NiCx (x < 0,33) за умов механохімічного легування сумішей Ni-ВНТ і Ni-графіт / О.І. Наконечна, Н.М. Білявина, К.О. Іваненко, А.М. Курилюк, М.Г. Душейко, В.А. Макара // Доповіді Національної академії наук України. — 2020. — № 3. — С. 47-54. — Бібліогр.: 7 назв. — укр.

Методом механохімічного легування сумішей порошків нікелю з багатошаровими вуглецевими нанотрубками або нікелю з графітом у високоенергетичному кульовому планетарному млині синтезовано нанорозмірний карбід NiCx (x ≤ 0,33) з дефектною кубічною структурою типу сфалериту (α = 0,3550 нм). У результаті комплексного рентгенівського дослідження продуктів синтезу із застосуванням фазового аналізу, з уточненням кристалічної структури фаз, з визначенням мікродеформації кристалічної гратки та залишкової напруги виявлено особливості формування цього карбіду. Показано, що атомам вуглецю з аморфізованих ВНТ, вочевидь, притаманний дещо менший ефективний радіус, ніж атомам вуглецю з аморфізованого під час механохімічної обробки графіту. Визначено мікротвердість за Вікерсом HP-HT компактованих зразків NiC₀,₃₃ (6,9—7,2 ГПа). Цей компактний матеріал апробований для нанесення з нього покриттів за електронно-променевою технологією. Отримані тонкі (до 150 нм) покриття мають високу адгезійну здатність до застосованих підкладок з кремнію та плавленого скла, високу стійкість до їх стирання, характеризуються високою термічною стабільністю в інтервалі температур до 850 °C і можуть бути рекомендовані для використання як жароміцні захисні покриття. Nanoscaled NiCx carbide (x ≤ 0.33) with a defective cubic structure of the sphalerite type (a = 0.3550) was synthesized in a high-energy ball planetary mill by the mechanical alloying of two different charges: a nickel powder and multiwalled carbon nanotubes (CNT) or a mixture of nickel and graphite powders. The features of the formation of this carbide were revealed on the basis of a complex X-ray study of synthesis products with the use of phase analysis, refinement of the crystalline structure of the phases, the determination of the micr-deformation of the crystal lattice, and residual stresses. As a result, it has been shown that carbon atoms from amorphized CNT, apparently, have a somewhat smaller effective radius than the carbon atoms from amorphous graphite. The Vickers microhardness of HP-HT compacted NiC₀,₃₃ (6.9—7.2 GPa) samples was determined. This compact material has been tested as a potential material used in the coating deposition by electron beam technology. Thin films obtained (up to 150 nm) possess a high adhesion to silicon substrate, as well as to a substrate made of fused glass, and high abrasion resistance. These coationgs are characterized by a high thermal stability in the temperature range up to 850 °C and could be recommended for applications as heat resistant protective coatings. Методом механохимического легирования смесей порошков никеля с многослойными углеродными нанотрубками (УНТ) или никеля с графитом в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице синтезирован наноразмерный карбид NiCx (x ≤ 0,33) с дефектной кубической структурой типа сфалерита (α = 0,3550 нм). В результате комплексного рентгеновского исследования продуктов синтеза с применением фазового анализа, с уточнением кристаллической структуры фаз, с определением микродеформации кристаллической решетки и остаточного напряжения выявлены особенности формирования этого карбида. Показано, что атомам углерода с аморфизированных УНТ, очевидно, присущий меньший эффективный радиус, чем атомам углерода с аморфизированного при механохимической обработке графита. Определена микротвердость по Виккерсу HP-HT компактированных образцов NiC₀,₃₃ (6,9—7,2 ГПа). Этот компактный материал апробирован для нанесения из него покрытий электронно-лучевой технологией. Полученные тонкие покрытия (до 150 нм) имеют высокую адгезионную способность к примененным подложкам из кремния и плавленого стекла, высокую стойкость к их истиранию, характеризуются высокой термической стабильностью в интервале температур до 850 °С и могут быть рекомендованы для использования в качестве жаропрочных защитных покрытий.