Влияние наночастиц нитрида алюминия на структуру, фазовый состав и свойства материалов на основе TiB/Ti, полученных методом СВС-экструзии

摘要

Методом СВС-экструзии получены компактные керамические длинномерные образцы из материала на основе моноборида титана, модидифицированного малыми добавками нитрида алюминия (3 и 5 масс. %), полученного по азидной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-Аз). Показано, что малые добавки наноразмерного порошка нитрида алюминия оказывают существенное влияние на фазовый состав, структуру и физико-механические свойства получаемых методом СВС-экструзии компактных образцов. Результаты сканирующей электронной микроскопии показали значительное измельчение зерен основной фазы моноборида титана в модифицированных образцах. Наибольшее измельчение зерна моноборида титана наблюдается с увеличением доли наноразмерного порошка AlN до 5 масс. %. Проведены измерения характеристик горения (температуры и скорости горения) в установке, моделирующей реальные условия протекания СВС-экструзии. Установлено, что в процессе горения при содержании в исходной шихте 3 масс. % AlN происходит его взаимодействие с титановой матрицей с образованием МАХ-фаз Ti_2AlN и Ti-4AlN_3. При содержании 5 масс. % AlN происходит его разложение в процессе горения с образованием нитридов титана и чистого алюминия, при этом в материале образуются следующие фазы TiB, TiB_2, Ti_2AlN. Показано, что полученные модифицированные компактные керамические материалы, обладают более высокими показателями микротвердости по сравнению с образцами, полученными без использования наномодифицирующих добавок AlN.