Влияние фазового состава на физико-механические свойства композитов на основе нитридов кремния, бора и титана, спеченных под высоким давлением

Abstract

Исследовано влияние фазового состава на физико–механические свойства композитов на основе нитридов кремния, бора и титана, с содержанием в исходной шихте субмикронного порошка BNсф в количестве 30 и 50 масс. % и нанопорошка BNсф – 50 масс. %., спеченных при давлении 5 ГПа и температурах 1200–1800 градусов С. Установлено, что температурный режим спекания, дисперсность порошка BNсф, степень окисления и фазовые превращения в нитридах бора и кремния оказывают определяющее влияние на уровень их свойств. Композиты с добавкой нанопорошка BNсф имеют наиболее высокие характеристики: твердость HKN – 27,6 ГПа, модуль Юнга – 534 ГПа, коэффициент Пуассона – 0,18.

Досліджено вплив фазового складу на фізико-механічні властивості композитів на основі нітридів кремнію, бору та титану, з вмістом у вихідній шихті субмікронного порошку BNсф в кількості 30 і 50 мас.% і нанопорошків BNсф – 50 мас.%., що були спечені при тиску 5 ГПа і температурах 1200–1800 градусів С. Встановлено, що температурний режим спікання, дисперсність порошку BNсф, ступінь окислення і фазові перетворення в нітридах бору та кремнію мають визначальний вплив на рівень їх властивостей. Композити з добавкою нанопорошків BNсф мають найбільш високі характеристики: твердість HKN – 27,6 ГПа, модуль Юнга – 534 ГПа, коефіцієнт Пуассона – 0,18.

The effect of the phase composition on the physico-mechanical properties of composites based on silicon nitrides, boron and titanium nitrides, with a content of submicron сBN powder in the initial charge of 30 and 50 wt. % and сBN nanopowder – 50 wt. % have been investigated. It was found that the temperature of sintering, the dispersion of the сBN powder, the degree of oxidation, and the phase transformations in boron and silicon nitrides exert a decisive influence on the level of their properties. Composites with cBN nanopowder additive have the highest characteristics: Knoop hardness is 27,6 GPa, Young's modulus is 534 GPa, Poisson's ratio is 0,18.