Закономірності змочування та контактної взаємодії в системі (TiB₂—SiC)—(Ni—Mo)

Abstract

Досліджено закономірності змочування тугоплавкої підкладки ТiB₂—SiC сплавами Ni—Mo. Встановлено, що добавки молібдену в концентраційному діапазоні 5—20% (мас.) сприяють зниженню крайових кутів змочування в системі (ТiB₂—SiC)—(Ni—Мо). Визначено, що молібден та карбід кремнію проявляють хімічну активність, це призводить до утворення нових хімічних сполук. При вивченні мікроструктури зони взаємодії дибориду титану—карбіду кремнію зі сплавами Ni—Мо виявлено, що карбід кремнію активно взаємодіє з нікелем, утворюючи тверді розчини та силіциди нікелю. Молібден утворює інтерметалідні сполуки з нікелем та складні боридні фази з титаном. Поява значної кількості нових хімічних сполук призводить до крихкості металевого сплаву, тому використання системи (ТiB₂—SiC)—(Ni—Мо) для створення нових композиційних матеріалів є недоцільним.

Исследованы закономерности смачивания керамики ТiB₂—SiC сплавами Ni—Mo. Определены кинетические и энергетические параметры смачивания, изучены структура и состав образующихся продуктов взаимодействия. Установлено, что добавки молибдена в концентрационном интервале 5—20% (мас.) способствуют снижению контактных углов смачивания в системе (ТiB₂—SiC)—(Ni—Мо). Изучение микроструктуры зоны взаимодействия диборида титана—карбида кремния со сплавами никель—молибден показало, что карбид кремния активно взаимодействует с никелем, образуя силициды никеля и твердые растворы. Молибден образует интерметаллидные соединения с никелем и сложные боридные фазы с диборидом титана. Образование большого количества новых химических соединений приводит к хрупкости металлического сплава, поэтому использование системы (ТiB₂—SiC)—(Ni—Мо) для разработки новых композиционных материалов является нецелесообразным.

The wettability and interraction of ТiB₂—SiC with melted Ni—Mo alloys have been investigated. The wetting contact angles were determined, the structure and phase composition of the drops have been investigated by the methods of energy dispersive X-ray microanalysis. The wetting tests have shown that addition of 5—25% (wt.) molybdenum into nickel results in the improvement of ТiB₂—SiC wetting with Ni—Mo alloys. However, molybdenum and silicon carbide have shown high chemical activity. Because of Ni—Mo intermetallics and complex titanium—molybdenum borides formation, the metallic phase became poor one as to molybdenum content that leads to active interaction of nickel with silicon and formation of nickel silicides. Besides, formation of Nibased solid solution of silicon and titanium was detected in the drop zones. The formation of new chemical compounds leads to the brittleness of metal alloy. Thus, (ТiB₂—SiC)—(Ni—Мо) system is not recommended to design new composite materials.