Влияние исходного структурного состояния вюртцитного нитрида бора на формирование зеренной структуры материалов на его основе. II. Структурные превращения при формировании микроструктуры образцов материалов на основе различных типов BNв

Abstract

Представлены результаты исследования микроструктуры поликристаллов, полученных в интервале 1600–1800 °С при р = 8 ГПа из порошков пяти разновидностей вюртцитного нитрида бора. Частицы-пластинки порошков отличались размерами в развитой поверхности, по толщине и субструктурой. Выявлено, что основными факторами, определяющими формирование зеренной структуры и фазового состава поликристаллов, являются толщина исходных частиц и их ориентация, обусловленная формированием морфологической текстуры при уплотнении системы частиц-пластинок в процессе спекания. Указанные факторы влияют на следующие структурные превращения в частицах вюртцитного нитрида бора при спекании: диспергирование исходных частиц при механическом разрушении сколом, их пластическую фрагментацию и, как следствие, развитие в частицах процесса проскальзывания разориентированных фрагментов по границам раздела. В поликристаллах на основе порошков с частицами максимальной толщины формируется наибольший размер зерен и имеет место наименьшая степень фазового превращения вюртцитной фазы нитрида бора в сфалеритную; при минимальной толщине частиц эти характеристики имеют наименьшее и наибольшее значения соответственно.

Представлено результати дослідження полікристалів, одержаних в інтервалі 1600–1800 °С при р = 8 ГПа на основі порошків вюртцитного нітриду бору п’яти різновидів. Частки-пластинки порошків відрізнялись розмірами в розвиненій поверхні, товщиною та субструктурою. Виявлено, що основними факторами, що обумовлюють формування зеренної структури і фазового складу полікристалів, є товщина вихідних часток та орієнтаційний фактор, обумовлений створенням морфологічної текстури при ущільненні часток-пластинок. Вказані фактори впливають на наступні структурні перетворення в частках BNв при спіканні: подрібнення вихідних часток при механічному руйнуванні сколом, їхня пластична фрагментація та розвиток в частках процесу проковзування фрагментів по межам розділу. В полікристалах на основі порошків з частками максимальної товщини формується найбільший розмір зерен та має місце найменша ступінь фазового перетворення вюртцитної фази в сфалеритну; при мінімальній товщині часток ці характеристики мають найменше та найбільше значення відповідно.

The microstructure of polycrystals obtained at a pressure of 8 GPа in the temperature range 1600–1800 oC from powders of five types of wurtzite boron nitride has been studied. The powder particles (plates) varied in size along the developed surface and thickness, and substructure. It was established that the main factors which determine formation of grain structure scale and phase composition of polycrystals are the thickness of initial particles and orientation factor. Herein the latter is determined by morphological structure which is formed via densification of the system of particles-plates under sintering. These parameters affect the evolution of structure transformations in BNw particles under sintering, including dispersion of initial particles resulted from mechanical chipping, plastic fragmentation and, thus, evolution of particle fragment slipping along the boundaries. The biggest grain size and the smallest degree of phase wurtzite-to-sphalerite nitride boron transformation are observed in polycrystals based on powder particles with maximal thickness. For minimal particle thickness, these parameters are the smallest and the biggest, respectively.