Труды КНЦ вып.4(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 3/2020(11)

Одним из путей увеличения диффузионной активности карбида кремния является легирование элементами, увеличивающими коэффициент диффузии и позволяющими получать материалы на его основе при более низких температурах. С позиции твердых растворов наиболее интересными являются твердые растворы бора в карбиде кремния, поскольку бор имеет наибольший коэффициент диффузии и растворимость в решетке карбида кремния [3]. Одним из методов, позволяющих получать плотные поликристаллические керамические материалы с высокими физико-механическими свойствами, является метод искрового плазменного спекания [4]. При изготовлении керамических изделий определяющую роль играет правильно выбранные технологические переделы и их параметры для реализации теоретических перспектив выбранных материалов [5]. В настоящей работе было изучено влияние использования спековой технологии на формирование структуры и твёрдость полученных материалов в системе карбид кремния — бор. Для сравнения использовали материалы, полученные по бесспековой и спековой технологиям. Шихту для получения материалов по бесспековой технологии получали смешением карбида кремния ( d 50 = 0,8 мкм) с аморфным бором (30-50 нм согласно СЭМ) в концентрациях 5 и 10 мас. % бора в планетарной мельнице. Шихту для получения материалов по спековой технологии получали из шихты для бесспековой технологии синтезом в печи сопротивления с графитовыми нагревателями при температуре 1500 °С в среде аргона и временем выдержки 1 ч с последующим помолом в мельнице планетарного типа до размера d 50 = 0,8 мкм. Плазменное спекание проводили в среде аргона при температуре 1850 °С со скоростью нагрева 600 °С/мин с временем выдержки при температуре обжига 6 мин и давлении прессования для всех составов 20 кН. Сканирующая электронная микроскопия проводилась на электронных микроскопах Vega 3 и SU8000 при увеличении в 10 000 раз. Измерение микротвёрдости проводилось для образцов с нулевой открытой пористостью методом индентирования алмазной четырехгранной пирамидки Виккерса при нагрузке 500 г в соответствие с ГОСТ 9450-76. Результаты сканирующей электронной микроскопии полученных материалов представлены на рис. 1, 2. Результаты определения твёрдости для материалов состава с 10 мас. % бора представлены в таблице. Рис. 1 . СЭМ-изображение материалов состава SiC — 5 % B, полученных по бесспековой ( а ) и спековой технологии ( б ) Для материалов состава SiC — 5 % B (рис. 1, а ) наблюдается микроструктура, которая слагается из кристаллов близкой изометричной формы. Наблюдается появление областей с когерентными границами основной фазы. Поры представляют из себя сплошной каркас. Пористость представлена разрозненными порами размером до 6 мкм. 202