Получен новый тип керамики на основе производных фаз фуллерита и B 4 C. Материал синтезирован при температуре 1500 K и относительно низком давлении 4 GPa, обладает высокой твердостью 45 GPa и трещиностойкостью 15 MPa · m 1/2 . ВведениеКарбид бора (B 4 C) обладает высокими механическими характеристиками, прежде всего твердостью, износо-стойкостью, высокими модулями упругости [1,2]. Кроме того, относительно низкая плотность в сочетании с высокими механическими характеристиками обусловли-вают широкое использование этого материала. Керами-ка на основе B 4 C применяется в качестве режущего инструмента, шлифовальных порошков, износостойких покрытий. Основным методом получения керамики на основе B 4 C является горячее прессование при тем-пературе около 2300 K [3,4]. Также широко исполь-зуется для получения B 4 C керамики метод спекания в искровой плазме [5]. Однако, несмотря на высокие твердость и износостойкость, B 4 C обладает невысо-кой прочностью и трещиностойкостью. Для увеличения прочностных характеристик керамики на основе B 4 C при спекании материала используются различные виды добавок, повышающих пластичность и трещиностой-кость материала. Недавнее открытие каталитического синтеза 3D-полимеризованного фуллерита [6] предостав-ляет широкие возможности использования фуллерена для получения нового класса углеродных материалов. Керамика на основе углерода является одновременно легкой, прочной и температуростойкой [7,8]. Таким образом, актуальным является создание керамики на основе B 4 C и углеродного материала в качестве связки. Примером может служить работа [9], где была полу-чена высокотвердая керамика на основе зерен B 4 C и углеродной фазы (производных фуллерита) в качестве связующей композиции. Под производными фуллерита в работе [9] подразумевается материал, полученный из фуллерена в условиях высоких давлений и тем-ператур в присутствии катализатора CS 2 . В работе было показано, что при синтезе керамического мате-рила B 4 C с фуллереном в соотношении 50/50 vol.% синтезируемый материал обладает высокой степенью однородности и характеризуется отсутствием трещин или объемных дефектов [9]. В данной работе была повышена температура синтеза материала на осно-ве B 4 C−C 60 в присутствии катализатора CS 2 , и, как следствие, были получены новые структуры производ-ных фуллерита, отличные от представленных в [9], что привело к изменению механических характеристик керамики. Методика проведения экспериментаИзготовление керамического материала на основе B 4 C и производных фаз фуллерита было осуществлено при помощи механического помола B 4 C с фуллере-ном С 60 в планетарной мельнице АГО 2У со сталь-ными стаканами и шарами диаметром 10 mm. Кон-центрация C 60 составляла 50 vol.% порошковой смеси. В процессе обработки был получен порошок с равно-мерным распределением углеродных кластеров. После размола порошок был спрессован в таблетки и спекался в ячейке высокого давления типа " наковальня с лункой". Спекание проводилось при давлении 4 GPa и темпера-туре 1500 K. В качестве вещества, обеспечивающего ка-талитический синтез...
Методами просвечивающей электронной микроскопии исследованы структурные особенности карбида бора, обработанного в камере высокого давления типа алмазных наковален со сдвигом в диапазоне давлений 25−55 GPa. Показано, что такая обработка приводит к образованию трещин преимущественно по плоскостям {1011} и {1012}, а также возникновению политипов в плоскостях {1011} и деформационных полос в плоскостях {1012}.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.