Вплив фазо - та структуроутворення в умовах іскроплазмового спікання на формування властивостей оксидних керамік В6О, Ce0,8Sm0,2O1,9 (стр. 6 )

Метод гарячого пресування дає змогу отримати щільну кераміку В6О при температурі 1900 ˚С. Створення композитів на основі В6О дозволяє покращити щільність матеріалу та підвищити його тріщиностійкість. Однак, застосування методу гарячого пресування для ущільнення композитів на основі В6О не дало можливості отримати високих значень твердості та тріщиностійкості.

1.5.3 Іскроплазмове спікання та властивості кераміки на основі В6О

Суть методу ІПС полягає в нагріванні зразка за рахунок пропускання через нього і графітову матрицю пульсуючого струму з одночасним прикладенням тиску (20-150 МПа). Як і гаряче пресування, цей метод добре себе зарекомендував для ущільнення твердих матеріалів, які мають високі температури плавлення.

У таблиці 1.3 представлені властивості щільних керамік на основі В6О, отриманих методом іскроплазмового спікання.

Херрманн (Herrmann та ін.) досліджували зміну твердості чистого В6О та з додаванням 2,3 та 2,6 мас.% Y2O3/Al2O3 в залежності від температури вимірювання. Твердість близько 17 ГПа була отримана при температурі 1000 ˚С [41]. Навантаження на індентор становило 49 Н протягом 10 с.

У роботі [53] проаналізовано високотемпературні властивості субоксиду бору В6О. Твердість 20 ГПа, теплопровідність 18 Вт/мK та коефіцієнт термічного розширення 6,63×10-6 К-1 були отримані при температурі 1000 ˚С. Під час вимірювання твердості навантаження становило 49 Н протягом 10 с.

Слід зазначити, що при спіканні керамік на основі В6О, які представлені у таблиці 1.3 застосовували захисне покриття hВN для запобігання дифузії вуглецю з прес-форми в зразок. В наслідок цього автори робіт схиляються до того, що процес спікання більш схожий на гаряче пресування ніж на іскроплазмове спікання, оскільки покриття hВN є ізолятором. Однак, у роботі [63] було порівняно механічні властивості композитів ущільнених гарячим пресуванням та іскроплазмовим спіканням. Чітко видно, що зразки спечені ІПС мають кращу твердість і тріщиностійкість. Нажаль, в роботі ніяких пояснень з цього приводу не було надано.

Таблиця 1.3 – Властивості щільних матеріалів на основі В6О, отриманих методом ІПС. Тиск 50 МПа, витримка 5 хв

Склад	Т-ра, ˚С	Густина, г/см3	Hv49Н, ГПа	KIC, (MПa∙м1/2)	Фазовий склад після спікання	Джерело
В6О	1850	2,36	34,2 (400 г)	-	В6О	[39]
В6О	1900	2,50	-	-	В6О	[39]
В6О	1850	2,47	27,2	-	В6О	[41]
В6О	1900	2,52	24-28	крихкий	В6О	[64]
В6О+2,62мас.%Al2O3, мас.%2,65Y2O3	1850	2,56	31,2 (400 г)	-	В6О	[39]
В6О+2мас.%Al2O3/Y2O3	1900	2,53	-	-	B6O	[39]
B6O+3,8мас.% Y2O3/Al2O3	1850	2,62	33 (400 г)	-	-	[41]
B6O+4,6мас.%Y2O3/Al2O3	1850	2,59	25,6	-	-	[41]
B6O+12,7мас.% Y2O3/Al2O3	1850	2,62	31,1 (400 г)	-	-	[41]
В6О+2мас.%Al2O3, ZrO2	1900	2,57	36,9	-	B6O, ZrВ2	[39]
В6О+2мас.%Al2O3,/Y2O3, 2ваг% ZrO2	1850	2,60	-	-	B6O, ZrВ2	[39]
В6О+2мас.%Al2O3, Y2O3, HfO2	1850	2,52	-	-	B6O, HfВ2	[39]
В6О+2мас.%Al2O3, Y2O3, 4мас.% WO3	1850	2,61	-	-	B6O, W2В5	[39]
В6О+2мас.%Al2O3, 4мас.%TiH2	1850	2,51	33,6	-	B6O, ТіВ2	[39]

Продовж. табл. 1.3