Твердофазна взаємодія TiC з ZrC або ZrN в умовах механохімічного синтезу та HPHT спікання

Abstract

Із застосуванням методу рентгенівської дифракції докладно досліджено кристалічну структуру карбіду титану (TiC), який поряд із супутніми фазами міститься в продуктах механохімічного синтезу шихти складу 80 мол. % TiC та 20 мол. % ZrC, а також у композитах, отриманих HPHT спіканням (7,7 ГПа, 1750—2300 °С) шихти складу 60 об. % cBN, 25 об. % TiC, 10 об. % ZrN та 5 об. % Al. Встановлено, що в результаті твердофазної взаємодії TiC з ZrC або з ZrN (молярне співвідношення TiC до ZrC або ZrN приблизно 3 : 1) утворюються тверді розчини, що містять до 11 ат. % цирконію. Конкретніше, дефектний за атомами металу твердий розчин (Ti,Zr)1–δC утворюється вже після тригодинної механохімічної обробки шихти у високоенергетичному планетарному млині, а насичений азотом твердий розчин (Ti,Zr)(C,N)1+δ утворюється в умовах HPHT спікання за температури понад 1900 °С.

Using the X-ray diffraction method, the crystal structure of titanium carbide (TiC) was studied in detail in products mechanochemical synthesized 80 ml. % TiC and 20 mol. % ZrC charge and composites obtained by HPHT sintering (7.7 GPa, 1750—2300 °C) of 60 vol. % cBN, 25 vol. % TiC, 10 vol. % ZrC and 5 vol. % Al. It was found that solid-phase interaction of TiC with ZrC or ZrN (molar ratio of TiC to ZrC or ZrN about 3 : 1) solid solutions containing up to 11 at. % zirconium were formed. Specifically, metal atoms defective solid solution (Ti, Zr)1—δC was formed after 3 hours charge mechanochemical treatment in a high-energy planetary mill, and nitrogen-saturated solid solution (Ti, Zr) (C, N)1+δ was formed under HPHT sintering conditions above 1900 °С.