Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

к р е м н и я о б р а з у е т з а щ и т н о е о к с и д н о е п о к р ы т и е и м о ж е т п о в ы с и т ь с в о ю ж а р о п р о ч н о с т ь д о 1 4 0 0 ° С [8 ]. С д р у г о й с т о р о н ы , н и з к а я т р е щ и н о с т о й к о с т ь к а р б и д а к р е м н и я д е л а е т е го ч у в с т в и т е л ь н ы м к д е ф е к т а м и о г р а н и ч и в а е т с ф е р у е г о п р и м е н е н и я [9 ; 1 0 ]. И з в е с т н о , ч т о в в е д е н и е т у г о п л а в к и х б о р и д о в и к а р б и д о в п е р е х о д н ы х м е т а л л о в в к а ч е с т в е у п р о ч н я ю щ и х ф аз м о ж е т п о в ы с и т ь ф у н к ц и о н а л ь н ы е с в о й с т в а к а р б и д о к р е м н и е в о й к е р а м и к и . Н а п р и м е р , в в е д е н и е у п р о ч н я ю щ и х ф а з, и г р а ю щ и х р о л ь д е ф л е к т о р о в т р е щ и н , м о ж е т п о в ы с и т ь к о э ф ф и ц и е н т т р е щ и н о с т о й к о с т и м а т р и ц ы к а р б и д а к р е м н и я [1 1 - 1 3 ]. В р а б о т е [1 4 ] го р я ч и м п р е с с о в а н и е м п о л у ч е н к а р б и д к р е м н и я , а р м и р о в а н н ы й к а р б и д о м т и т а н а , ч т о п о з в о л и л о с у щ е с т в е н н ы м о б р а з о м п о в ы с и т ь т р е щ и н о с т о й к о с т ь к о м п о з и ц и о н н о г о м а т е р и а л а (в 1,5 р а з а ), в с т а т ь е [1 5 ] о т м е ч а е т с я , ч т о с и н т е з д и б о р и д а т и т а н а н е п о с р е д с т в е н н о в м а т р и ц е к а р б и д а к р е м н и я п о д а в л я е т р о с т з е р е н , ч т о э ф ф е к т и в н о с к а з ы в а е т с я н а п о л у ч а е м ы х ф и з и к о -м е х а н и ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к а х . В д о с т у п н о й н а у ч н о й л и т е р а т у р е п р е д с т а в л е н о м н о г о и н ф о р м а ц и и о в л и я н и и р а з л и ч н ы х м е т о д о в с п е к а н и я (го р я ч е е п р е с с о в а н и е , и с к р о в о е п л а з м е н н о е с п е к а н и е , ж и д к о ф а з н о е с п е к а н и е ) н а ф у н к ц и о н а л ь н ы е с в о й с т в а к о м п о з и т о в S iC - T iB 2 и S iC - T iC , ч т о о т р а ж е н о в о б з о р н о й с т а т ь е [1 6 ]. О д н а к о о т с у т с т в у е т с и с т е м н а я и н ф о р м а ц и я п о п о л у ч е н и ю к е р а м и ч е с к и х к о м п о з и т о в н а о с н о в е к а р б и д а к р е м н и я с м о д и ф и ц и р у ю щ и м и к о м п о н е н т а м и п р и р е а л и з а ц и и м е т о д а р е а к ц и о н н о г о с п е к а н и я о т ф о р м о в а н н ы х к о м п о з и ц и о н н ы х п о р о ш к о в . В в и д у ш и р о к о г о п р и м е н е н и я к а р б и д а к р е м н и я и п о т е н ц и а л ь н ы х п е р с п е к т и в е го р а з в и т и я в п р и с у т с т в и и в т о р ы х ф аз, в т о м ч и с л е т а к и х , к а к Т ІВ 2 и T iC , п е р с п е к т и в н ы м н а п р а в л е н и е м я в л я е т с я п о л у ч е н и е к е р а м и ч е с к и х к о м п о з и т о в S iC - T iC и S iC - T iB 2 м е т о д о м р е а к ц и о н н о г о с п е к а н и я (с и л и ц и р о в а н и я ) и и с с л е д о в а н и е и х ф и з и к о ­ м е х а н и ч е с к и х с в о й с т в . Ц е л ь д а н н о й р а б о т ы — и з у ч е н и е а с п е к т о в ф а з о в ы х п р е в р а щ е н и й в р е а к ц и о н н о -с п е ч е н н ы х м а т е р и а л а х н а о с н о в е д и б о р и д а и к а р б и д а т и т а н а и з м е л к о д и с п е р с н ы х п о р о ш к о в д л я о ц е н к и р е а к ц и о н н о й а к т и в н о с т и д а н н ы х с о е д и н е н и й т и т а н а и д а л ь н е й ш е й о ц е н к и п е р с п е к т и в п о л у ч е н и я ф у н к ц и о н а л ь н ы х к о м п о з и ц и о н н ы х м а т р и ц S iC - T iB 2 и S iC - T iC . Результаты В р е з у л ь т а т е п р е с с о в а н и я ш и х т ы н а о с н о в е м е л к о д и с п е р с н ы х п о р о ш к о в T iB 2 и Т іС (ф р а к ц и я 1 - 2 м к м ) с д о б а в л е н и е м т е х н и ч е с к о й с а ж и (м а р к а К - 3 5 4 ) , а т а к ж е ф е н о л ь н о й с м о л ы в к а ч е с т в е п л а с т и ф и к а т о р а п о р и с т о с т ь ф о р м и р у е м ы х з а г о т о в о к с о с т а в и л а п о р я д к а 4 8 - 5 2 % о б . В п р о ц е с с е т е р м о о б р а б о т к и р а с п л а в к р е м н и я п р о п и т ы в а л п р е с с о в а н н у ю з а г о т о в к у , п р о х о д я п о п о р о в ы м к а н а л а м и р е а г и р у я с у г л е р о д н ы м к о м п о н е н т о м , п р и э т о м о с у щ е с т в л я л о с ь о б р а з о в а н и е з а р о д ы ш е й к а р б и д а к р е м н и я с и х п о с л е д у ю щ и м п р о р а с т а н и е м н а п о в е р х н о с т и и с х о д н ы х б о р и д н ы х и к а р б и д н ы х ч а с т и ц , ч т о о б е с п е ч и в а л о с в я з ы в а н и е т у г о п л а в к о й м а т р и ц ы в м о н о л и т н ы й м а т е р и а л , в с о о т в е т с т в и и с к о н ц е п ц и е й р е а к ц и о н н о г о с п е к а н и я к а р б и д о к р е м н и е в ы х м а т е р и а л о в [1 7 - 2 4 ]. С о г л а с н о л и т е р а т у р н ы м д а н н ы м [1 1 ], х и м и ч е с к о е в з а и м о д е й с т в и е к р е м н и я и у г л е р о д а н а ч и н а е т с я н а г р а н и ц е р а з д е л а ф а з у ж е п р и т е м п е р а т у р е п о р я д к а 1 2 0 0 ° С и с т а н о в и т с я б о л е е и н т е н с и в н ы м п р и т е м п е р а т у р е в ы ш е 1 4 1 4 ° C , ч т о с о о т в е т с т в у е т н а ч а л у п л а в л е н и я к р е м н и я . О б р а з о в а н и е ж и д к о й ф а з ы м о ж е т с у щ е с т в е н н о у с к о р я т ь р е а к ц и о н н у ю с п о с о б н о с т ь . З е р н а к а р б и д а к р е м н и я о б р а з у ю т с я п р и н а с ы щ е н и и к р е м н и е в о г о р а с п л а в а у г л е р о д о м . З а п о л н е н и е о б ъ е м а п о р з а г о т о в к и к а р б и д о м к р е м н и я п о р е а к ц и о н н о м у м е х а н и з м у х а р а к т е р и з у е т с я ф о р м и р о в а н и е м п л о т н о г о м о н о л и т н о г о к е р а м и ч е с к о г о м а т е р и а л а с о т н о с и т е л ь н о й п л о т н о с т ь ю н е м е н е е 9 9 % [1 7 ; 2 3 ]. Д л я б о л е е д е т а л ь н о й о ц е н к и ф а з о в ы х в з а и м о д е й с т в и й р е а к ц и о н н о - с п е ч е н н ы х к е р а м и к н а о с н о в е д и б о р и д а и к а р б и д а т и т а н а б ы л о п р е д е л е н ф а з о в ы й с о с т а в п о в е р х н о с т и о б р а з ц о в п о с л е т е р м о о б р а б о т к и , р е з у л ь т а т ы п р е д с т а в л е н ы н а р и с . 1. К а к в и д н о и з р и с . 1, в о б о и х к е р а м и ч е с к и х м а т е р и а л а х п р и с у т с т в у е т ф а за к а р б и д а к р е м н и я к а к о с н о в н о г о п р о д у к т а р е а к ц и о н н о г о с п е к а н и я , д а н н ы й ф а к т с в я з а н с о б е с п е ч е н и е м с м а ч и в а е м о с т и т и т а н о в ы х т у г о п л а в к и х с о е д и н е н и й р а с п л а в о м к р е м н и я (н а л и ч и е о б ъ е м н о го р е а к ц и о н н о г о в з а и м о д е й с т в и я ). С л е д у е т т а к ж е о т м е т и т ь о т с у т с т в и е м о д и ф и к а ц и й у гл е р о д а , ч т о г о в о р и т о п о л н о м е г о р а с х о д е н а р е а к ц и ю с и л и ц и р о в а н и я . Н а л и ч и е в м а т е р и а л а х к р е м н и е в о й с о с т а в л я ю щ е й м о ж е т б ы т ь с в я з а н о с к р и с т а л л и з а ц и е й ж и д к о й ф а зы в п о р о в ы х п р о с т р а н с т в а х с п е к а е м ы х к е р а м и к . Н е о б х о д и м о д о б а в и т ь , ч т о п о р и с т о с т ь з а г о т о в о к р е а к ц и о н н о -с п е к а е м ы х м а т е р и а л о в и з к а р б и д о к р е м н и е в ы х п о р о ш к о в п р и и д е н т и ч н о м с о д е р ж а н и и у гл е р о д а и д а в л е н и и п р е с с о в а н и я 1 0 0 М П а н е с к о л ь к о н и ж е Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 262-267. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 262-267. © Быкова А. Д., 2025 263