Синтез порошка карбида бора безвакуумным электродуговым методом и получение объемной керамики методом искрового плазменного спекания
| Parent link: | Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение/ Пермский национальный исследовательский политехнический университет.— .— Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2003 Т. 25, № 3.— 2023.— С. 65-76 |
|---|---|
| Altres autors: | , , , , , , , , |
| Sumari: | Заглавие с экрана Реализован синтез порошка карбида бора в плазме дугового разряда постоянного тока. Дуговой разряд инициируется в открытой воздушной среде в объеме полого графитового тигля, что является особенностью метода. Синтез карбида бора в рассматриваемой системе возможен благодаря эффекту самоэкранирования реакционного объема потоком газов диоксида углерода и монооксида углерода. В результате оптимизационных процессов синтеза установлены зависимости влияния фазового состава продукта от количества подведенной энергии и от массы исходного сырья. Удалось синтезировать карбид бора B4C в количестве ~1,2 г с использованием в качестве исходного сырья стехиометрической смеси порошка аморфного бора и ультрадисперсного углерода в цикле работы электродугового реактора длительностью 40-50 с, что соответствует энергоемкости процесса синтеза 130-160 кДж/г. Продукт синтеза содержит частицы карбида бора как микронного, так и субмикронного диапазонов (с максимумом распределения около 200-500 нм). Субмикронные частицы карбида бора характеризуются морфологией типа «оболочка - ядро», оболочка частицы представлена фазой графита. Из синтезированного порошка методом искрового плазменного спекания получены объемные образцы керамики, которые характеризуются твёрдостью 19,5 ГПа и плотностью 2,359 г/см3. Эти результаты позволяют считать, что карбид бора, полученный безвакуумным электродуговым методом и затем консолидированный методом искрового плазменного спекания, характеризуется качеством, сравнимым с материалами, полученными другими методами. При этом синтезированный порошок характеризуется повышенной окислительной стойкостью в воздушной среде, судя по данным дифференциального термического анализа, что можно объяснить наличием графитовой оболочки частиц. In this work, the synthesis of boron carbide powder in a DC arc discharge plasma is realized. The arc discharge is initiated in an open-air environment in the volume of a hollow graphite crucible, which is a feature of the method. The synthesis of boron carbide in the system under consideration is possible due to the effect of self-shielding of the reaction volume by a flow of carbon dioxide and carbon monoxide gases. As a result of optimization synthesis processes, dependences of the influence of the phase composition of the product on the amount of energy supplied and on the mass of the feedstock were established. It was possible to synthesize boron carbide B4C in an amount of ~1.2 g and using a stoichiometric mixture of amorphous boron powder and ultrafine carbon as a feedstock in an electric arc reactor operation cycle of 40-50 s, which corresponds to the energy intensity of the synthesis process 130-160 kJ/g. The synthesis product contains boron carbide particles of both micron and submicron ranges (with a maximum distribution of about 200-500 nm). Submicron particles of boron carbide are characterized by a morphology of the "core-shell" type, the particle shell is a graphite phase. Bulk ceramic samples were obtained from the synthesized powder by spark plasma sintering, which are characterized by a hardness of 19,5 GPa and density of 2,359 g/cm3 obtained materials by other methods. At the same time, the synthesized powder is characterized by enhanced oxidative resistance in air, according to the data of differential thermal analysis, which can be explained by the presence of a graphite shell of particles. Текстовый файл |
| Idioma: | rus anglès |
| Publicat: |
2023
|
| Matèries: | |
| Accés en línia: | https://elibrary.ru/item.asp?id=54781051 |
| Format: | Electrònic Capítol de llibre |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=672232 |