Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома
Исследовано высокотемпературное окисление на воздухе при температурах 800 и 1000 °С диборида титана–хрома, композиционных материалов и покрытий на его основе. Полученные кинетические кривые изотермического окисления имеют параболический вид, свидетельствуя тем самым о формировании на поверхности о...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96601 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома / В.П. Коновал // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 5. — С. 83-89. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859693934821769216 |
|---|---|
| author | Коновал, В.П. |
| author_facet | Коновал, В.П. |
| citation_txt | Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома / В.П. Коновал // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 5. — С. 83-89. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Исследовано высокотемпературное окисление на воздухе при температурах 800 и 1000 °С
диборида титана–хрома, композиционных материалов и покрытий на его основе. Полученные кинетические кривые изотермического окисления имеют параболический вид,
свидетельствуя тем самым о формировании на поверхности образцов защитных оксидных пленок. Чистый TiCrB₂ имеет более высокую жаростойкость по сравнению с композиционным материалом TiCrB₂−NiAlCr и детонационными покрытиями на его основе. Рассчитаны константы скорости окисления и значения кажущейся энергии активации окисления в температурном интервале 800–1000 °С. На поверхности окисленных образцов TiCrB₂ образуются оксидные пленки TiO₂ и B₂O₃, а на композиционном материале TiCrB₂−NiAlCr дополнительно формируется небольшое количество Al₂O₃.
Дослiджено високотемпературне окиснення на повiтрi при температурах 800 i 1000 °С ди-
бориду титану–хрому, композицiйних матерiалiв i покриттiв на його основi. Отриманi
кiнетичнi кривi iзотермiчного окиснення мають параболiчний вигляд, що вказує на форму-
вання на поверхнi зразкiв захисних оксидних плiвок. Чистий TiCrB₂ має вищу жаростiй-
кiсть порiвняно з композицiйними матерiалами системи TiCrB₂−NiAlCr i детонацiйни-
ми покриттями на його основi. Розраховано константи швидкостi окиснення i значення
уявної енергiї активацiї окиснення в температурному iнтервалi 800–1000 °С. На поверхнi
окиснених зразкiв TiCrB₂ утворюються оксиднi плiвки TiO₂ та B₂O₃, а на композицiйному
матерiалi TiCrB₂−NiAlCr додатково формується невелика кiлькiсть Al₂O₃.
The high-temperature oxidation behavior of titanium-chromium diboride and composites and co-
atings on its base has been investigated at 800 and 1000 °C in air. The obtained kinetic curves
of isothermal oxidation follow the parabolic shape, which testifies to the formation of protective
oxide films on the specimen surface. Pure TiCrB₂ has higher heat resistance as compared with
those of TiCrB₂−NiAlCr composite and detonation coatings on it. The oxidation rate constants
and the energy of activation in the 800–1000 °C temperature range have been calculated. The films
consisting of TiO₂ and B₂O₃ are formed on the surface of oxidized TiCrB₂ specimens. On the
TiCrB₂−NiAlCr composite surface, a small amount of Al₂O₃ has been additionally formed.
|
| first_indexed | 2025-12-01T00:18:30Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 620.193:666.3-135
В.П. Коновал
Стойкость к высокотемпературному окислению
композиционных материалов и покрытий на основе
диборида титана–хрома
(Представлено членом-корреспондентом НАН Украины О.Н. Григорьевым)
Исследовано высокотемпературное окисление на воздухе при температурах 800 и 1000 ◦С
диборида титана–хрома, композиционных материалов и покрытий на его основе. Полу-
ченные кинетические кривые изотермического окисления имеют параболический вид,
свидетельствуя тем самым о формировании на поверхности образцов защитных оксид-
ных пленок. Чистый TiCrB2 имеет более высокую жаростойкость по сравнению с ком-
позиционным материалом TiCrB2−NiAlCr и детонационными покрытиями на его осно-
ве. Рассчитаны константы скорости окисления и значения кажущейся энергии акти-
вации окисления в температурном интервале 800–1000 ◦С. На поверхности окисленных
образцов TiCrB2 образуются оксидные пленки TiO2 и B2O3, а на композиционном мате-
риале TiCrB2−NiAlCr дополнительно формируется небольшое количество Al2O3.
Ключевые слова: диборид титана–хрома, высокотемпературное окисление, детонаци-
онные покрытия, композиционный материал.
Благодаря высокому уровню физико-химических, механических и триботехнических
свойств тугоплавкие соединения находят все более широкое применение в различных отрас-
лях техники. Среди основных преимуществ тугоплавких соединений над металлами и их
сплавами отметим более высокую коррозионную стойкость в агрессивных средах и при
повышенных температурах, а также твердость и износостойкость.
Одним из наиболее перспективных материалов данного класса является диборид титана–
хрома (TiCrB2). Данный материал представляет собой твердый раствор хрома в дибори-
де титана, который получают совместным восстановлением карбидом бора оксидов Cr2O3
и TiO2 при температуре 1800–1900 ◦С в среде водорода. В сравнении с простыми боридами
(TiB2, CrB2) двойной борид титана–хрома имеет более высокую твердость, жаро-и износо-
стойкость. Сочетание высокого уровня эксплуатационных свойств при достаточно низком
удельном весе (ρ = 4,5 г/см2) дают основания говорить о данном материале как о перспе-
ктивной конструкционной керамике [1].
Основным недостатком диборида титана–хрома является достаточно высокая хрупкость.
Существенно расширить области применения данного материала можно при использовании
его в качестве составляющей композиционных материалов (КМ) вместе с металлическими
связками.
Ранее были разработаны керметы на основе TiCrB2 со связками из сплавов Ni−Mo [2],
Ni−Cr [3], Fe−Cr [4, 5], для которых достаточно подробно изучены состав, структура и изно-
состойкость. В работах [6, 7] показано, что введение в состав TiCrB2 металлических добавок
увеличивает прочность и износостойкость материала. Данные о влиянии металлических до-
бавок на жаростойкость таких керметов практически отсутствуют, хотя они представляют
© В. П. Коновал, 2015
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2015, №5 83
Рис. 1. Кинетика окисления материалов и покрытий при 800 ◦С (а) и 1000 ◦С (б ): 1 — TiCrB2; 2 — КМ
TiCrB2–25% NiAlCr; 3 — КМ TiCrB2–50% NiAlCr; 4 — ДП TiCrB2–25% NiAlCr; 5 — ДП TiCrB2–50% NiAlCr;
6 — Х18Н10Т
значительный интерес, поскольку перспективной областью применения этих материалов
и покрытий из них является эксплуатация в узлах машин и механизмов при высоких тем-
пературах.
Перспективной металлической связкой для композиционного материала на основе ди-
борида титана–хрома является сплав NiAlCr. Этот сплав хорошо смачивает TiCrB2 с обра-
зованием близких к нулевым контактных углов и при этом не взаимодействует с ним [8].
Исследуемые композиционные материалы TiCrB2–(25 и 50% (об.)) NiAlCr и чистый
TiCrB2 были получены методом спекания порошковых смесей в вакууме и имели порис-
тость 2–6%. Из композиционных материалов TiCrB2−NiAlCr для испытаний также были
получены детонационные покрытия (ДП) на стали Х18Н10Т. Образцы для испытаний раз-
мером 10×10×2 мм вырезались электроискровым способом с последующим шлифованием
на наждачной бумаге с зернистостью до Р2500. Изотермическое окисления проводили на
воздухе при температурах 800 и 1000 ◦С с выдержкой до 10 ч.
Полученные кинетические кривые изотермической выдержки при температурах 800
и 1000 ◦С (рис. 1) свидетельствуют, что диборид титана–хрома имеет более высокую жа-
ростойкость в сравнении с композиционными материалами на его основе. С увеличением
количества металлической связки жаростойкость композиционного материала немного сни-
жается. Незначительное влияние на жаростойкость существенных добавок металлической
связки (25 и 50% (об.)) связано с тем, что используемый в качестве связки NiAlCr-сплав
до 1000 ◦С имеет достаточно высокий уровень жаростойкости. Судя по характеру кине-
тических кривых, при более длительной выдержке положительное влияние металлической
связки должно увеличиваться, поскольку для композиционных материалов уже в процессе
10 ч выдержки кривые привеса имеют явно выраженный параболический характер, особен-
но при 1000 ◦С (см. рис. 1, б ). Также с увеличением температуры преимущество чистого
TiCrB2 над композитами на его основе снижается. В целом же значения привеса на еди-
ницу поверхности (∆m/S), не превышающие 3 мг/см2, свидетельствуют о высоком уровне
жаростойкости до 1000 ◦С разработанных композиционных материалов.
Поскольку одной из основных и наиболее перспективных областей применения этих ма-
териалов является нанесение покрытий [9], было проведено детонационное напыление ком-
84 ISSN 1025-6415 Dopov. NAN Ukraine, 2015, №5
позиционных материалов на образцы из нержавеющей стали Х18Н10Т. Результаты высоко-
температурного окисления покрытий показали, что они достаточно эффективно защищают
сталь от окисления, так как привес образцов стали без покрытия в 1,5–2 раза выше, чем
с покрытиями (см. рис. 1). Также вид кинетических кривых образцов с покрытиями близок
к параболическому, что свидетельствует о формировании на поверхности образцов защи-
тных оксидных пленок, препятствующих диффузии кислорода вглубь материала, замедляя
тем самым процесс окисления.
В отличие от компактных материалов, где более высокую жаростойкость имеет мате-
риал TiCrB2–25% NiAlCr, в покрытии лучше ведет себя композит TiCrB2–50% NiAlCr. Это
связано с более высокими физико-механическими свойствами (прочность, плотность) по-
крытий, содержащих больше металлической фазы, а также с особенностью распределения
компонентов в покрытии. С этим также связана более высокая стойкость компактных ма-
териалов по сравнению с покрытиями из них.
Принимая во внимание то, что кинетические кривые окисления полученных материалов
и покрытий следуют параболическому закону и описываются уравнением
x2 = Kpt, (1)
можно рассчитать константы параболического закона скорости окисления (Kp) (табл. 1).
Kp =
(∆m/S)2
τ
. (2)
Важной для установления механизма взаимодействия исследуемых материалов с кисло-
родом воздуха при различных температурах является обработка зависимости эксперимен-
тальных данных прироста массы на единицу площади поверхности окисленного образца от
температуры взаимодействия. При получении в эксперименте прямолинейной зависимос-
ти логарифма параболических констант скорости реакции Kp от температуры T (рис. 2)
можно получить информацию как о предэкспоненциальном множителе A, так и о величине
энергии активации E на том или ином этапе реакции окисления [11]
Kp = A× E−E/RT , (3)
где R — универсальная газовая постоянная; T — абсолютная температура.
Изменение величины энергии активации E для различных температурных участков
окисления свидетельствует об изменении механизма окисления в соответствующем интер-
Таблица 1. Константы параболического закона скорости окисления (Kp) композиционных материалов и
покрытий из них
Материал
Kp, кг2 · м−4 · с−1 при T , ◦С
800 ◦С 1000 ◦С
TiCrB2 8,62 · 10−10 1,35 · 10−8
КМ TiCrB2–25% NiAlCr 2,36 · 10−9 1,6 · 10−8
КМ TiCrB2–50% NiAlCr 4 · 10−9 2,5 · 10−8
ДП TiCrB2–25% NiAlCr 2,85 · 10−8 1,07 · 10−7
ДП TiCrB2–50% NiAlCr 1,74 · 10−8 8,11 · 10−8
Х18Н10Т 7,52 · 10−8 2,89 · 10−7
TiO2 (формирование) [10] 1,3 · 10−8 6,7 · 10−7
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2015, №5 85
Рис. 2. Зависимость логарифма констант скорости окисления от обратной температуры для исследуемых
материалов и покритий: 1 — TiCrB2; 2 — КМ TiCrB2–25% NiAlCr; 3 — КМ TiCrB2–50% NiAlCr; 4 — ДП
TiCrB2–25% NiAlCr; 5 — ДП TiCrB2–50% NiAlCr, 6 — Х18Н10Т
вале температур, т. е. об образовании различных продуктов взаимодействия в зависимости
от температуры
lnK = lnA−E/RT . (4)
Предэкспоненциальный множитель lnA — это так называемый стерический фактор реак-
ции. Фактически величина E является энергией активации реакции окисления в том или
ином температурном интервале [11].
На основании зависимости логарифма параболических констант скорости окисления от
обратной температуры рассчитаны значения кажущейся энергии активации E исследуемых
материалов в интервале температур 800–1000 ◦С (см. рис. 2).
Процесс окисления чистого диборида титана–хрома сопровождается наивысшей энер-
гией активации (E1 = 157 кДж/моль). С введением и увеличением количества металли-
ческой связки, а также при испытании покрытий энергия активации процесса снижается
(см. рис. 2), т. е. между компонентами материала и кислородом реакции протекают ин-
тенсивнее. Однако в целом значения энергий активации исследуемых материалов, близ-
ких по составу, отличаются незначительно, а следовательно, можно сделать предположение
о схожести механизмов окисления диборида титана–хрома и композиционных материалов
на его основе.
Для более подробного изучения механизма окисления исследуемых материалов был про-
веден рентгенофазовый анализ (РФА) поверхностей диборида титана–хрома и композици-
онного материала TiCrB2–25% NiAlCr, окисленных в течение 10 ч при температурах 800
и 1000 ◦С (рис. 3).
С учетом данных РФА, а также литературных данных по окислению TiB2 [12, 13] взаи-
модействия TiCrB2 с кислородом воздуха протекают по реакции
4TiCrB2 + 13O2 = 4TiO2 + 2Cr2O3 + 4B2O3 ↑ . (5)
При температуре 800 ◦С на поверхности образца формируется оксидная пленка, состоя-
щая из TiO2, B2O3 и небольшого количества Cr2O3, которая достаточно хорошо защищает
86 ISSN 1025-6415 Dopov. NAN Ukraine, 2015, №5
Рис. 3. Рентгенограмма окисленных при 800 и 1000 ◦С поверхностей материалов TiCrB2 (а) и TiCrB2–
25% NiAlCr (б ): T — TiO2; Б — B2O3; X — Cr2O3; A — Al2O3; Н — NiCr2O4
материал от окисления. При повышении температуры до 1000 ◦С вследствие испарения
B2O3 и разрыхления оксидной пленки жаростойкость материала снижается. Хром, вероят-
нее всего, образует внутренний оксидный слой, а на поверхности образца формируется окси-
дная пленка на основе TiO2 (см. рис. 3, а).
В процессе окислении композиционного материала TiCrB2–25% NiAlCr при 800 ◦С также
формируется оксидная пленка на основе TiO2, B2O3 и Cr2O3. При 1000 ◦С B2O3 испаряет-
ся, а оксидная пленка в основном состоит из TiO2, хотя также обнаружены следы окси-
дов Al2O3 и NiCr2O4. (см. рис. 3, б ). С повышением температуры и выдержки количество
Al2O3 должно увеличиваться, способствуя увеличению защитных свойств пленки. Также
возможно формирование сложных оксидных фаз, таких как Cr2TiO5, Al2TiO5, обладаю-
щих высоким уровнем защитных свойств [14].
В целом проведенные исследования показали, что диборид титана–хрома и компози-
ционные материалы на его основе обладают достаточно высоким уровнем жаростойкости
до 1000 ◦С. Детонационные покрытия из материалов системы TiCrB2−NiAlCr уступают по
жаростойкости компактным образцам материала, что связано непосредственно с особенно-
стями формирования покрытия. В то же время покрытия, полученные на нержавеющей
стали, существенно повышают ее жаростойкость. Благодаря высокому уровню триботехни-
ческих и механических свойств этих покрытий, они являются перспективными для упро-
чнения широкого класса деталей машин и механизмов.
Цитируемая литература
1. Самсонов Г. В., Марковский Л.Я., Жигач А.Ф., Валяшко М.Г. Бор, его соединения и сплавы. –
Киев: Изд-во АН УССР, 1960. – 590 с.
2. Козина Г.К., Прихно И. Г., Дзыкович И.Я., Артемюк С.А. Наполнитель композиционного напла-
вочного износостойкого материала на основе диборида титана-хрома // Сверхтв. материалы. – 1996. –
№ 3. – С. 14–21.
3. Уманський А.П., Панасюк А.Д., Коновал В.П. та iн. Пат. 25933 Україна. Композицiйний зносостiй-
кий матерiал на основi дибориду титану. – Заявл. 27.04.2007. – Опубл. 27.08.2007. – Бюл. № 13.
4. Уманский А.П., Коновал В.П., Панасюк А.Д., Дворник Е.П. Контактное взаимодействие двойного
диборида титана и хрома со сплавами Fe–Cr // Порошк. металлургия. – 2007. – № 1–2. – С. 109–115.
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2015, №5 87
5. Коновал В.П. Зносостiйкiсть металокерамiчних покриттiв при фреттiнг-корозiї // Пробл. триболо-
гiї. – 2009. – № 4. – С. 93–96.
6. Ковальченко М.С., Очкас Л.Ф., Юрченко Д. З. Износостойкие твердые сплавы на основе двойного
диборида титана-хрома // Порошк. металлургия. – 1982. – № 11. – С. 54–57.
7. Евтушок Т.М. Григорьев О.Н., Костенко А.Д., Жунковский Г.Л., Котенко В.А., Мазур П.В.
Трибологические свойства композиционных материалов на основе тугоплавких соединений титана //
Порошк. металлургия. – 2005. – № 7/8. – С. 58–64.
8. Коновал В.П. Дослiдження контактної взаємодiї композитiв на основi дибориду титану-хрому iз
сплавом на основi NiAl // Адгезия расплавов и пайка материалов. – 2012. – № 45. – С. 55–60.
9. Подчерняева И.А., Астахов Е.А., Уманский А.П., Панасюк А.Д., Коновал В.П., Панашенко В.М.
Структура и фазовый состав детонационных композиционных покрытий на основе TiCrB2 и ZrB2 //
Порошк. металлургия. – 2010. – № 5/6. – С. 58–67.
10. Kofstad P. High-Temperature Oxidation of Metals – New York: Wiley, 1966. – 175 p.
11. Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики – Москва: Высш. шк., 1962. – 415 с.
12. Tampieri A., Bellosi A. Oxidation of monolitic TiB2 and Al2O3–TiB2 composite // J. Mater. Sci. – 1993. –
28. – P. 649–653.
13. Tampieri A., Landi E., Bellosi A. On the oxidation behaviour of monolithic TiB2 and Al2O3−TiB2 and
Si3N4−TiB2 composites // J. Therm. Anal. – 1992. – 38. – P. 2657–2668.
14. Бережной А.С. Многокомпонентные системы окислов. – Киев: Наук. думка, 1970. – 561 с.
References
1. Samsonov G.V., Markovskii L. Ya., Zhigach A.F., Valiashko M.G. Boron, its compounds and alloys, Kiev,
Izd. AN USSR, 1960 (in Russian).
2. Kozina G.K., Prihno I.G., Dzykovich I.Ya., Artemyuk S. A. Sverkhtverdye Materialy, 1996, No 3: 14–21
(in Russian).
3. Umanskyi O. P., Panasyuk A.D., Konoval V.P., Ignatovich S.R., Dvornik E. P., Gulevets’ V.D. Composi-
te wear-resistant material based on titanium diboride, Ukrainian Patent 25 933, 2007, Bulletin № 13 (in
Ukrainian).
4. Umanskii A.P., Konoval V. P., Panasyuk A.D., Dvornik E. P. Powder Metallurgy and Metal Ceramics,
2007, 46, No 1, 2: 90–94 (in Russian).
5. Konoval V.P. Problems of Tribology, 2009, No 4: 93–96 (in Ukrainian).
6. Koval’chenko M. S., Ochkas L. F., Yurchenko D. Z. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 1982, 21,
No 11: 876–879 (in Russian).
7. Evtushok T.M., Grigor’ev O.N., Kostenko A.D., Zhunkovskii G. L., Kotenko V.A., Mazur P.V. Powder
Metallurgy and Metal Ceramics, 2005, 44, No 7–8: 353–357 (in Russian).
8. Konoval V.P. Adheziya Rasplavov, Paika Materialov, 2012, No 45: 55–60 (in Russian).
9. Podchernyaeva I.A., Astakhov E.A., Umanskii A. P., Panasyuk A.D., Konoval V.P., Panashenko V.M.
Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 2010, 49, No 5–6: 295–303 (in Russian).
10. Kofstad P. High-temperature oxidation of metals, New York: Wiley, 1966.
11. Emanuel N. М., Knorre D.G. The course of chemical kinetics, Мoscow: Vysshaya Shkola, 1962 (in Russian).
12. Tampieri A., Bellosi A. J. Mater. Sci, 1993, 28: 649–653.
13. Tampieri A., Landi E., Bellosi A. J. Therm. Anal, 1992, 38: 2657–2668.
14. Berezhnoy A. S. Multicomponent systems of oxides, Кiev: Naukova Dumka, 1970 (in Russian).
Поступило в редакцию 11.12.2014Институт проблем материаловедения
им. И.Н. Францевича НАН Украины, Киев
88 ISSN 1025-6415 Dopov. NAN Ukraine, 2015, №5
В.П. Коновал
Стiйкiсть до високотемпературного окиснення композицiйних
матерiалiв i покриттiв на основi дибориду титану–хрому
Iнститут проблем матерiалознавства iм. I.М. Францевича НАН України, Київ
Дослiджено високотемпературне окиснення на повiтрi при температурах 800 i 1000 ◦С ди-
бориду титану–хрому, композицiйних матерiалiв i покриттiв на його основi. Отриманi
кiнетичнi кривi iзотермiчного окиснення мають параболiчний вигляд, що вказує на форму-
вання на поверхнi зразкiв захисних оксидних плiвок. Чистий TiCrB2 має вищу жаростiй-
кiсть порiвняно з композицiйними матерiалами системи TiCrB2−NiAlCr i детонацiйни-
ми покриттями на його основi. Розраховано константи швидкостi окиснення i значення
уявної енергiї активацiї окиснення в температурному iнтервалi 800–1000 ◦С. На поверхнi
окиснених зразкiв TiCrB2 утворюються оксиднi плiвки TiO2 та B2O3, а на композицiйному
матерiалi TiCrB2−NiAlCr додатково формується невелика кiлькiсть Al2O3.
Ключовi слова: диборид титану–хрому, високотемпературне окиснення, детонацiйнi покрит-
тя, композицiйний матерiал.
V.P. Konoval
High-temperature oxidation resistance of composite materials and
coatings on the titanium-chromium diboride base
I.M. Frantsevich Institute for Problems of Materials Sciences of the NAS of Ukraine, Kiev
The high-temperature oxidation behavior of titanium-chromium diboride and composites and co-
atings on its base has been investigated at 800 and 1000 ◦C in air. The obtained kinetic curves
of isothermal oxidation follow the parabolic shape, which testifies to the formation of protective
oxide films on the specimen surface. Pure TiCrB2 has higher heat resistance as compared with
those of TiCrB2−NiAlCr composite and detonation coatings on it. The oxidation rate constants
and the energy of activation in the 800–1000 ◦C temperature range have been calculated. The films
consisting of TiO2 and B2O3 are formed on the surface of oxidized TiCrB2 specimens. On the
TiCrB2−NiAlCr composite surface, a small amount of Al2O3 has been additionally formed.
Keywords: titanium–chromium diboride, high temperature oxidation, detonation coating, com-
posite materials.
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2015, №5 89
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96601 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T00:18:30Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Коновал, В.П. 2016-03-18T15:59:13Z 2016-03-18T15:59:13Z 2015 Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома / В.П. Коновал // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 5. — С. 83-89. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96601 620.193:666.3-135 Исследовано высокотемпературное окисление на воздухе при температурах 800 и 1000 °С диборида титана–хрома, композиционных материалов и покрытий на его основе. Полученные кинетические кривые изотермического окисления имеют параболический вид, свидетельствуя тем самым о формировании на поверхности образцов защитных оксидных пленок. Чистый TiCrB₂ имеет более высокую жаростойкость по сравнению с композиционным материалом TiCrB₂−NiAlCr и детонационными покрытиями на его основе. Рассчитаны константы скорости окисления и значения кажущейся энергии активации окисления в температурном интервале 800–1000 °С. На поверхности окисленных образцов TiCrB₂ образуются оксидные пленки TiO₂ и B₂O₃, а на композиционном материале TiCrB₂−NiAlCr дополнительно формируется небольшое количество Al₂O₃. Дослiджено високотемпературне окиснення на повiтрi при температурах 800 i 1000 °С ди- бориду титану–хрому, композицiйних матерiалiв i покриттiв на його основi. Отриманi кiнетичнi кривi iзотермiчного окиснення мають параболiчний вигляд, що вказує на форму- вання на поверхнi зразкiв захисних оксидних плiвок. Чистий TiCrB₂ має вищу жаростiй- кiсть порiвняно з композицiйними матерiалами системи TiCrB₂−NiAlCr i детонацiйни- ми покриттями на його основi. Розраховано константи швидкостi окиснення i значення уявної енергiї активацiї окиснення в температурному iнтервалi 800–1000 °С. На поверхнi окиснених зразкiв TiCrB₂ утворюються оксиднi плiвки TiO₂ та B₂O₃, а на композицiйному матерiалi TiCrB₂−NiAlCr додатково формується невелика кiлькiсть Al₂O₃. The high-temperature oxidation behavior of titanium-chromium diboride and composites and co- atings on its base has been investigated at 800 and 1000 °C in air. The obtained kinetic curves of isothermal oxidation follow the parabolic shape, which testifies to the formation of protective oxide films on the specimen surface. Pure TiCrB₂ has higher heat resistance as compared with those of TiCrB₂−NiAlCr composite and detonation coatings on it. The oxidation rate constants and the energy of activation in the 800–1000 °C temperature range have been calculated. The films consisting of TiO₂ and B₂O₃ are formed on the surface of oxidized TiCrB₂ specimens. On the TiCrB₂−NiAlCr composite surface, a small amount of Al₂O₃ has been additionally formed. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Матеріалознавство Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома Стiйкiсть до високотемпературного окиснення композицiйних матерiалiв i покриттiв на основi дибориду титану–хрому High-temperature oxidation resistance of composite materials and coatings on the titanium-chromium diboride base Article published earlier |
| spellingShingle | Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома Коновал, В.П. Матеріалознавство |
| title | Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома |
| title_alt | Стiйкiсть до високотемпературного окиснення композицiйних матерiалiв i покриттiв на основi дибориду титану–хрому High-temperature oxidation resistance of composite materials and coatings on the titanium-chromium diboride base |
| title_full | Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома |
| title_fullStr | Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома |
| title_full_unstemmed | Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома |
| title_short | Стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома |
| title_sort | стойкость к высокотемпературному окислению композиционных материалов и покрытий на основе диборида титана–хрома |
| topic | Матеріалознавство |
| topic_facet | Матеріалознавство |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96601 |
| work_keys_str_mv | AT konovalvp stoikostʹkvysokotemperaturnomuokisleniûkompozicionnyhmaterialovipokrytiinaosnovediboridatitanahroma AT konovalvp stiikistʹdovisokotemperaturnogookisnennâkompoziciinihmaterialivipokrittivnaosnovidiboridutitanuhromu AT konovalvp hightemperatureoxidationresistanceofcompositematerialsandcoatingsonthetitaniumchromiumdiboridebase |