Отримання надтвердих алмазних композитів та визначення їх термостійкості методом диференційного термічного та термогравіметричного аналізу

Abstract

В умовах високих р,Т-параметрів (7,7 ГПа та 1950 C) у результаті рідкофазного спікання в системах Салм–(Ti₄WC₅)—Si, Салм–(Nb—Cr—C)—Si, Салм–(Ta—Cr—C)—Si, Салм–(V—Cr—C)—Si отримано над тверді композиційні матеріали на основі алмазу, визначено їх фазовий склад та деякі фізичні характеристики. У проточному струмені сухого повітря в температурному інтервалі 400—1200 °C методом диференційного термічного та термогравіметричного аналізу досліджено процеси окиснення отриманих алмазовмісних композитів і визначено їх термостійкість. Показано, що всі отримані матеріали починають окиснюватися на повітрі при температурі 850—900 °C, а найбільш інтенсивно процеси термодеструкції відбуваються в температурному інтервалі 950—1100 °C і на перших стадіях мають переважно поверхневий характер. В усіх випадках зафіксовані відповідні екзоефекти “горіння” Салм та окиснення подвійних карбідів, які входять до складу досліджувальних матеріалів. Найбільш термостійкими виявилися композити, отримані в системах Салм—(Ta—Cr—C)—Si та Салм—(Nb₀,₃₃Cr₀,₆₆C₀,₉₂)—Si.

Under conditions of high р, Т-parameters (7.7 GPa and 1950 °С) as a result of the liquid-phase sintering in systems: Сdiam—(Ti₄WC₅)—Si, Сdiam—(Nb—Cr—C)—Si, Сdiam—(Ta—Cr—C)—Si, Сdiam—(V—Cr—C)—Si, diamondbased superhard composite materials have been produced, and their phase composition and certain physical charac teristics have been studied. In a circulating current of dry air in the temperature range 400—1200 °С, the oxi dation processes of the produced diamond-containing composites have been studied, and their heat resistance has been determined using the DTA-TG analysis. It has been shown that all produced materials start to be oxidized with atmospheric oxygen at temperatures of 850—900 °С, while the most intense thermal destruction processes take place in the temperature interval of 950—1100 °С and are predominantly superficial in the early stages. In all cases, the relevant exoeffects of Сdiam “combustion” and oxidation of binary carbides that are component parts of the materials studied have been recorded. The most heat-resistant composites are those produced in the systems Сdiam—(Ta—Cr—C)—Si and Сdiam—(Nb₀,₃₃Cr₀,₆₆C₀,₉₂)—Si.

В условиях высоких р,Т-параметров (7,7 ГПа и 1950 °С) в результате жидкофазного спекания в системах Салм—(Ti₄WC₅)—Si, Салм—(Nb—Cr—C)—Si, Салм—(Ta—Cr—C)—Si, Салм—(V—Cr—C)—Si получены сверхтвёрдые композиционные материалы на основе алмаза, изучен их фазовый состав и некоторые физические характеристики. В проточной струе сухого воздуха в температурном интервале 400—1200 °С методом дифференциального термического и термогравиметрического анализа изучены процессы окисления полученных алмазсодержащих композитов и определена их термостойкость. Показано, что все полученные материалы начинают окисляться на воздухе при температуре 850—900 °С, а наиболее интенсивно процессы термодеструкции протекают в температурном интервале 950—1100 °С и на первых стадиях носят преимущественно поверхностный характер. Во всех случаях зафиксированы соответствующие экзоэффекты “горения” Салм и окисления двойных карбидов, которые входят в состав изученных материалов. Наиболее термостойкими являются композиты, полученные в системах Салм—(Ta—Cr—C)—Si и Салм—(Nb₀,₃₃Cr₀,₆₆C₀,₉₂)—Si.