Особенности взаимодействия между компонентами при реакционном спекании композитов алмаз – карбид вольфрама и алмаз – карбид кремния в условиях высокого давления

Abstract

Рассмотрено взаимодействие между компонентами при спекании в условиях высокого давления алмазных композитов из порошков алмаза и вольфрама. На основании расчетов изменения свободной энергии Гиббса показано, что процессы карбидообразования при взаимодействии алмаза с вольфрамом более интенсивные, чем при взаимодействии с кремнием. Кремний связывает кислород, а вольфрам – газообразные продукты окисления алмаза, что останавливает графитизацию алмаза через газовую фазу. Проведено сравнение уровня остаточных растягивающих напряжений в композитах алмаз – карбид вольфрама и алмаз – карбид кремния.

Розглянуто взаємодію між компонентами при спіканні в умовах високого тиску алмазних композитів з порошків алмазу і вольфраму. На основі розрахунків зміни вільної енергії Гіббса показано, що процеси карбідоутворення при взаємодії алмазу з вольфрамом відбуваються інтенсивніше, ніж при взаємодії з кремнієм. Кремній зв'язує кисень, а вольфрам – газоподібні продукти окислення алмазу, що зупиняє графітизацію алмазу через газову фазу. Проведено порівняння залишкових напружень розтягу в композитах алмаз – карбід вольфраму і алмаз – карбід кремнію.

The interaction between components during HP – HT sintering of diamond composites from powders of diamond and tungsten were considered. Based on the calculations of Gibbs free energy change, it was shown that the processes of carbide formation in the interaction of diamond with tungsten occur more rapidly than the interaction with silicon. Silicon binds oxygen, and tungsten binds the gaseous products of the diamond oxidation. This stops the process of the diamond graphitization through the gas phase. Comparison of the residual tensile stresses level in the diamond - tungsten carbide composites and in the diamond - silicon carbide composites was carried out.