Устойчивость наноструктуры пиролитического BN в условиях термобарического воздействия

Abstract

При давлении ∼ 7,7 ГПа в диапазоне температур 1000—1900°С исследована термическая устойчивость квазикристаллической наноструктуры пиролитического нитрида бора (ПНБ) плотностью ρ ≈ 2 г/см3 . Одновременно р, Т-воздействию подвергали компактные образцы (ρ ≈ 1,83 г/см3 ) из высококристаллического порошка карботермического BN (КТНБ). Установлено, что температура начала превращения ПНБ в плотную кубическую фазу (сфалеритный BNсф) составляет 1600°С, что на 300°С выше в сравнении с КТНБ. В процессе фазового превращения наблюдается упорядочение структуры ПНБ, которое носит гетерогенный характер. Ниже 1600°С ПНБ устойчив в структурном отношении и практически не изменяет плотность при термобарическом воздействии, что дает возможность использовать его как матричный материал для исследования процессов инфильтрации инактивных расплавов под действием высокого давления в диапазоне температур 300—1600°С.

При тиску ∼ 7,7 ГПа в діяпазоні температур 1000—1900°С досліджено термічну стійкість квазикристалічної наноструктури піролітичного нітриду бору (ПНБ) густиною d ≈ 2 г/см3 . Одночасно під р, Т-дією знаходилися компактні зразки (d ≈ 1,83 г/см3 ) з висококристалічного порошку карботермічного BN (КТНБ). Встановлено температуру початку перетворення ПНБ у щільну кубічну фазу (сфалеритний BNсф), яка складає 1600°С, що на 300°С вище в порівнянні з КТНБ. У процесі фазового перетворення спостерігалося упорядкування структури ПНБ, яке мало гетерогенний характер. Нижче 1600°С ПНБ виявляє стійкість у структурному відношенні і практично не змінює густини при термобаричній дії, що дає можливість використовувати його як матричний матеріял для вивчення процесів інфільтрації інактивних розтопів під дією високого тиску в діяпазоні температур 300—1600°С.

Thermal stability of quasi-crystalline nanostructure of pyrolytic boron nitride (pBN) with a density ρ ≈ 2 g/cm3 is studied under pressure of 7.7 GPa inthe temperature range from 1000 to 1900°C simultaneously with compact samples of highly-crystalline carbothermal BN powder (ρ ≈ 1.83 g/cm3 ). As revealed, the onset temperature of the pBN transformation into the dense cubic phase (cBN) is 1600°C that is higher than that of carbothermal BN by 300°C. During the phase transformation, heterogeneous ordering of the pBN structure is observed. Below 1600°C, pBN is structurally stable, and its density is practically unchanged at thermobaric action that makes it possible to use pBN as a matrix material in studying the processes of its infiltration by non-reactive melts under high pressure and a temperature between 300°C and 1600°C.