ИСКРОВОЕ ПЛАЗМЕННОЕ СПЕКАНИЕ И ГОРЯЧЕЕ ПРЕССОВАНИЕ ЗАГОТОВОК ИЗ КАРБИДА БОРА, ПОЛУЧЕННОГО РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ (15-30)

DOI:

Дата публикации статьи в журнале: 2018/09/14

Название журнала: Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале, Выпуск: 53, Том: 1, Страницы в выпуске: 15-30

Автор: Ж.В. Еремеева
, ,

Автор: Л.В. Мякишева
, ,

Автор: В.С. Панов
, ,

Анотация: Определены оптимальные режимы искрового плазменного спекания (SPS) и горячего прессования (ГП): температура, время, усилие давления и исследованы структура и свойства спеченных заготовок карбида бора указанным методом из порошков, полученных механохимическим синтезом из сажи и бора аморфного, самораспространяющимся высокотемпературным синтезом - (СВС) и методом восстановления углеродом. Оптимальными режимами SPS – спекания заготовок из порошков В4С, полученных механосинтезом, являются 15000С/25 Мпа при спекании в течение 45 мин., при этом плотность составляет 99,0% отн. Для порошков, полученных СВС-методом, плотность спеченных заготовок составляет 98,5% отн. при 18000С/30 МПа, и времени спекания 45 мин. Определены оптимальные режимы искрового плазменного спекания непосредственно смеси порошков сажи и бора аморфного. При SPS-спекании заготовок из смеси порошков сажи и бора аморфного при температуре 2000оС и давлении 50 МПа в течение 80 мин. плотность составила 92-95 % отн. Наибольшее значение относительной плотности достигнуто при горячем прессовании заготовок из порошков В4С, полученных механосинтезом. Оптимальными режимами для спекания заготовок из порошка В4С, полученного механосинтезом, при которых относительная плотность достигает 99,0% , являются, температура горячего прессования Т=2050 оС и время выдержки 120 мин. под давлением 350 кН. Синтезированы образцы В4С прямым горячим прессованием из смеси порошков сажи и бора аморфного при температуре 2050 – 2150 оС и давлении 50 МПа, относительная плотность которых составила 9295 %.

Ключевые слова: порошки, сажа,бор аморфный,механохимический синтез,рентгеноаморфный карбид бора,поглощающие элементы,СВС-метод,SPS- спекание,горячее прессование,электронная микроскопия,

Данные для цитирования: Ж.В. Еремеева Л.В. Мякишева В.С. Панов. ИСКРОВОЕ ПЛАЗМЕННОЕ СПЕКАНИЕ И ГОРЯЧЕЕ ПРЕССОВАНИЕ ЗАГОТОВОК ИЗ КАРБИДА БОРА, ПОЛУЧЕННОГО РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ (15-30) // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Технические науки. 2018/09/14; 53(1):15-30.

Скачать в формате PDF

Список литературы: 1. Sickafus K. E., Grimes R. W., Valdez J. A., Cleave ., Ming T., Ishimaru M., Corish S. M., Stanek Ch. R., Uberuaga B. P. Radiation-induced amorphization resistance and radiation tolerance in structurally related oxides// Nature Materials. 2007. No. 6. P. 217 – 223. 2 Рисованый В.Д., Варлашова Е.Е., Фридман С.Р., Пономаренко В.Б., Щеглов А.В. Сравнительные характеристики поглощающих кластерных сборок ВВЭР-1000 и PWR. //Атомная энергия. 1998. Т. 84. No.6. С. 508–513. 3. Белаш Н.Н., Куштым А.В., Татаринов В.Р., Чернов И.А. Анализ разработок конструкций и материалов ПЭЛов ПС СУЗ повышенной работоспособности // Ядер. и радиац. технологии. 2007. Т. 7. No. 3-4. С. 18-28. 4. Munir Z. A., Anselmi-Tamburini М., Ohyanagi M. The effect of electric field and pressure on the synthesis and consolidation of materials: A review of the spark plasma sintering method // J. Mater. Sci. 2006.Vol. 41. P.763–777. 5.Chaim R. Densification mechanisms in spark plasma sintering of nanocrystalline ceramics // Mater. Sci Eng. A. 2007. Vol. 443. P. 25-32. 6. Zhang L. M., Zhang S., Shen Q., C. B. Wang C. B., Li L. Fabrication of B-C ceramics by reactive synthesis and densification using spark plasma sintering // 2nd International Conference on Ceramics "Global Roadmap for Ceramics - ICC2 Proceedings", Verona. Italy. 2008. June 29 - July 4. Р.27-38. 7. Nefedova E. Aleksandrova E., Grigoryeva E., Olevsky E. Research High-temperature Consolidation of Nanostructured Bimodal Materials // Physics Procedia. 2015. Vol. 72. P. 390–393. 8. Андриевский Р. А. Микро- и наноразмерный карбид бора: синтез, структура и свойства // Успехи химии. 2012. Т. 81(6).С. 549-559. 9. Moshtaghiouna B. M., Cumbrera-Hernándeza F. L., Gómez-Garcíaa D., Bernardi-Martína S., Domínguez-Rodrígueza A., Monshib A., Abbasib M. H. Effect of spark plasma sintering parameters on microstructure and room-temperature hardness and toughness of fine-grained boron carbide (B4C) // J. Eur. Cer. Soc. 2013. Vol. 33. No.12. P. 361–369. 10. Fridman S.R., Risovany V.D. Zakharov A.V., Toropova V.G. Radiation stability of WWER-1000 CPS AR absorber element with boron carbide// VANT. S: Physics of radiation damages and radiation science of materials. 2001. No2. P.84-90. 11. Рисованый В.Д., Захаров А.В., Муралева Е.М. Новые перспективные поглощающие материалы для ядерных реакторов на тепловых нейтронах // Вопросы атомной науки и техники. Серия: «Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение». 2005. No. 3 (86). С. 87-93. 12. Лукин Е. С., Попова Н. А., Павлюкова Л. Т., Санникова С. Н. Применение нанопорошков оксидов и их композиций в технологии керамик // Конструкции из композиционных материалов. 2014. No. 3. С. 28-32. 13. Moshtaghiouna B. M. Gómez García D., Rodríguez A. D. High-temperature deformation of fully-dense finegrained boron carbide ceramics: Experimental facts and modeling / B. M. Moshtaghioun,. // Materials & Design. 2015. Vol. 88. P. 287-293. 14. Куpдюмов А. В., Бpитун В. Ф., Яpош В. В. Синтез сферхтвердых фаз углерода и нитрида бора в наноструктурном состоянии методом ударного сжатия// Материаловедение. 2009. No.1. С.33-40 15. Зырянов В.В. Meханохимический синтез сложных оксидов // Успехи химии. 2008. Т. 77. No. 8. С. 107 -137. 16. Szafraniak-Wiza I., Hilczer B., Talik E., Pietraszko A., Malic B. Ferroelectric perovskite nanopowders obtained by mechanochemical synthesis.// Processing and Application of Ceramics. 2010. No. 4 [3]. P. 99–106. 17. Халамейда С.В. Некоторые новые подходы при механохимическом синтезе нанодисперсного титаната бария. // Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies. 2009. т. 7. No 3. С.911—918. 18. Xue J., Wang J., Wan D. Nanosized barium titanate powder by mechanical activation // J. Amer. Ceram. Soc. 2000.Vol. 83. No. 1. P. 232–234. 19. Дудкин Б. Н., Бугаева А. Ю., Зайнуллин Г. Г., Филиппов В. Н. Керамический композиционный материал, предназначенный для работы в экстремальных условиях// Материаловедение. 2012. No. 1. С. 35-40 20. Lyashenko L. P., Shcherbakova L. G., Kolbanev I.V., Knerel’man E. I., Davydova G. I. Mechanism of Structure Formationin Samarium and Holmium Titanates Prepared from Mechanically Activated Oxides.// Inorganic Materials. 2007. Vol. 43. No. 1. P. 46–54. 21. Xiaoguang, L. Densification behavior and related phenomena of spark plasma sintered boron carbide / L. Xiaoguang, J. Dongliang, Z. Jingxian, L. Qingling,Ch. Zhongming, H. Zhengren // Ceramics International. – 2014. – V. 40. – P. 4359-4366. 22. Mashhadia, M. Pressureless sintering of boron carbide / M. Mashhadia, E. Taheri-Nassaja, V. M. Sglavob // Ceramics International Volume. – 2010. – V. 36.– I. 1. – P. 151159.