Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 231-234. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 231-234. Рис. 1. Схемалабораторнойустановкидлясинтезаультратугоплавкого композитаметодомЭТВ поддавлением: 1 — пуансон-электрод; 2 — стальнойкорпус пресс-формы; 3 — керамическийтеплоизолятор; 4, 7 — промежуточные графитовые пуансоны; 5 — керамическая втулка; 6 — исследуемыйобразец; 8 — основание пресс-формы; 9 — термопара вкерамическойсоломке В настоящей работе исходные смеси 1-3 (таблица), использованные в экспериментах, были приготовлены в соответствии со следующей общей схемой реакции: 4(Ta + C) + (Hf + C) + x(Hf + 2B) ^ T a ^ fC s + xZrB 2 . (1) Массовое содержание компонентов в смесях 1-3 Содержание, мас. % Номер смеси х, мас. % Ta H f C B 1 0 75,97 18,99 5,04 0 2 2 0 60,78 33,03 4,03 2,16 3 40 45,58 47,07 3,02 4,32 Представлены результаты по получению ультратугоплавкого композита Ta 4 HfCs — HfB 2 с субмикронной структурой методом ЭТВ под давлением. Изучено влияние длительности механической активации смеси порошков Ta, Hf, C и B в гексане на характеристики реакционной смеси порошков и формирование фазового состава керамического композита. Установлено, что оптимальным условием приготовления реакционной смеси является двухстадийная механическая активация, в которой на первой стадии производится активированное смешение порошков тантала и гафния в течение 5-90 мин, на второй — к полученной смеси активированных металлических порошков добавляется сажа и бор и продолжается смешивание в течение четырех минут. Показано, что в ходе активированного смешивания в гексане разрушились кристаллические структуры металлических частиц и образовались зародыши новой фазы в виде твердого раствора карбидов тантала и гафния. Количество этой фазы возрастает с увеличением времени мехобработки. При смешивании в течение 60 мин содержание связанного углерода Ссв. достигает 1,55 % мас., что соответствует 30 %-му переходу исходных металлов в карбидную фазу. Образование карбидов при механоактивации порошков переходных металлов в гексане связано с распадом жидкого углеводорода, продукты распада которого взаимодействуют с металлами с образованием карбидов и карбогидридов. Это позволило при экзотермическом синтезе получить однофазный твердый раствор карбидов тантала и гафния с субмикронной структурой и остаточной пористостью 10 % (рис. 2). Полученные образцы изучали с помощью растровой электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. © Семенчук И. Е., Щербаков В. А., Грядунов А. Н., 2022 232