Вивчення фазоутворення в системах Nb – Cr – Cᴀᴧᴍ., Ta – Cr – Cᴀᴧᴍ., Zr – Nb – Cᴀᴧᴍ. та V – Cr – Cᴀᴧᴍ. в умовах просочення кремнієм

Abstract

В роботі розглянуто процеси рідкофазного спікання в системах: Nb – Cr – Cᴀᴧᴍ. – (Si), Ta – Cr – Cᴀᴧᴍ. – (Si), Zr – Nb – Cᴀᴧᴍ. – (Si), та V – Cr – Cᴀᴧᴍ. – (Si) в умовах високих тисків (7,7 ГПа) та температур (1600-2200 °С) з метою отримання високоміцних термостабільних алмазовмісних композитів. За даними XRD-аналізу та просвічуючої електронної мікроскопії встановлено, що процеси фазоутворення між алмазними зернами, карбідами перехідних металів та рідким кремнієм повною мірою протікають в температурному інтервалі 1900-2000 °С, а хімічна взаємодія має місце лише між зернами Cᴀᴧᴍ. та Si(рід.). Показано, що композити отримані в Та- та Zr- вмісних системах характеризуються найбільш високими показниками твердості та термостійкості, а отримані керамічні матеріали після їх металізації можуть бути використанні в якості активних елементів в правлячому і буровому інструменті, при каменеобробці, а також є перспективним їх використання як ріжучих пластин при токарній обробці мідних сплавів, силіцированих графітів, тощо.

The paper present the results of study of liquid phase sintering process in systems: Nb – Cr – Cᴅıᴀᴍ. – (Si), Ta – Cr – Cᴅıᴀᴍ. – (Si), Zr – Nb – Cᴅıᴀᴍ. – (Si), and V – Cr – Cᴅıᴀᴍ. – (Si) under high pressure (7,7 GPa) and high temperature (1600-2200 °С) in order to obtain high-strength and heat-stable diamond composites. Results of XRD-analysis and transmission electron microscopy have shown that the processes of phase formation between diamond grains, transition metal carbides and liquid silicon completely proceeding in the temperature range 1900-2000 °С, chemical interaction occurs only between the grains of Сᴅıᴀᴍ. and Si(liquid). It is shown that the composites obtained in Ta- and Zr- containing systems are characterized by the high levels of hardness and heat resistance. Ceramic materials which obtained after metallization may be used as the active elements in ruling and drilling tools for stone treatment. They also are promising for usage as the inserts for turning of the copper alloys, siliconized graphites, etc.