1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 5, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 5, стр. 559-566

Электроимпульсное плазменное спекание ультрамелкозернистой керамики WC–ZrO2

Е. А. Ланцев 1, *, А. В. Нохрин 1, М. С. Болдин 1, К. Е. Сметанина 1, Ю. В. Благовещенский 2, Н. В. Исаева 2, А. А. Мурашов 1, В. Н. Чувильдеев 1, А. В. Терентьев 2, Н. Ю. Табачкова 3, 4

1 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
603022 Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, Россия

2 Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук
119334 Москва, Ленинский пр., 49, Россия

3 Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”
119049 Москва, Ленинский пр., 4, Россия

4 Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук
119991 Москва, ул. Вавилова, 38, Россия

* E-mail: elancev@nifti.unn.ru

Поступила в редакцию 05.10.2022
После доработки 17.11.2022
Принята к публикации 18.11.2022

Аннотация

Методом электроимпульсного плазменного спекания (ЭИПС) образцы получены образцы керамики WC–(1, 3, 5)% ZrO2. Порошковые смеси WC–ZrO2 получали путем ультразвуковой гомогенизации и перемешивания нанопорошков WC и субмикронных порошков t-ZrO2. Показано, что интенсивность спекания образцов WC–ZrO2 лимитируется процессом зернограничной диффузии. Увеличение содержания ZrO2 приводит к незначительному повышению оптимальной температуры ЭИПС, увеличению количества частиц W2C, а также сопровождается снижением твердости.

Ключевые слова: карбид вольфрама, оксид циркония, нанопорошки, спекание, плотность

Список литературы

  1. Курлов А.С., Гусев А.И. Физика и химия карбидов вольфрама. М.: Физматлит, 2013. 272 с.

  2. Sun J., Zhao J., Huang Z., Yan K., Shen X., Xing J., Gao Y., Jian Y., Yang H., Li B. A Review on Binderless Tungsten Carbide: Development and Application // Nano-Micro Lett. 2020. V. 12. № 1. P. 13.https://doi.org/10.1007/s40820-019-0346-1

  3. Шевченко В.Я., Баринов С.М. Техническая керамика. М.: Наука, 1993. 192 с.

  4. Basu B., Lee J.-H., Kim D.-Y. Development of WC–ZrO2 Nanocomposites by Spark Plasma Sintering // J. Am. Ceram. Soc. 2004. V. 87. № 2. P. 317–319.https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2004.00317.x

  5. Venkateswaran T., Sarkar D., Basu B. WC–ZrO2 Composites: Processing and Unlubricated Tribological Properties // Wear. 2006. V. 260. P. 1–9.https://doi.org/10.1016/j.wear.2004.11.005

  6. Tokita M. Progress of Spark Plasma Sintering (SPS) Method, Systems, Ceramics Applications and Industrialization // Ceramics. 2021. V. 4. № 2. P. 160–198.https://doi.org/10.3390/ceramics4020014

  7. Чувильдеев В.Н., Благовещенский Ю.В., Сахаров Н.В., Болдин М.С., Нохрин А.В., Исаева Н.В., Шотин С.В., Лопатин Ю.Г., Смирнова Е.С. Получение и исследование ультрамелкозернистого карбида вольфрама с высокой твердостью и трещиностойкостью // ДАН. 2015. Т. 463. № 3. С. 281–285.

  8. Ланцев Е.А., Малехонова Н.В., Цветков Ю.В., Благовещенский Ю.В., Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Болдин М.С., Андреев П.В., Сметанина К.Е., Исаева Н.В. Исследование особенностей высокоскоростного спекания плазмохимических нанопорошков карбида вольфрама с повышенным содержанием кислорода // ФХОМ. 2020. № 6. С. 23–39.

  9. Исаева Н.В., Благовещенский Ю.В., Благовещенская Н.В., Мельник Ю.И., Самохин А.В., Алексеев Н.В., Асташов А.Г. Получение нанопорошков карбидов и твердосплавных смесей с применением низкотемпературной плазмы // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2013. № 3. С. 7–14.

  10. Чувильдеев В.Н., Болдин М.С., Дятлова Я.Г., Румянцев В.И., Орданьян С.С. Сравнительное исследование горячего прессования и высокоскоростного электроимпульсного плазменного спекания порошков Al2O3/ZrO2/Ti(C,N) // Журн. неорган. химии. 2015. Т. 60. № 8. С. 1088–1094.

  11. Курлов А.С., Гусев А.И. Вакуумный отжиг нанокристаллических порошков WC // Неорган. материалы. 2012. Т. 48. № 7. С. 781–791.

  12. Красовский П.В., Благовещенский Ю.В., Григорович К.В. Определение содержания кислорода в нанопорошках системы WC–Co // Неорган. материалы. 2008. Т. 44. № 9. С. 1074–1079.

  13. Nanda A.K., Watabe M., Kurokawa K. The Sintering Kinetics of Ultrafine Tungsten Carbide Powders // Ceram. Int. 2011. V. 37. № 7. P. 2643–2654.https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2011.04.011

  14. Buhsmer C.P., Crayton P.H. Carbon Self-Diffusion in Tungsten Carbide // J. Mater. Sci. 1971. V. 6. № 7. P. 981–988.https://doi.org/10.1007/BF00549949

  15. Болдин М.С., Попов А.А., Мурашов А.А., Сахаров Н.В., Шотин С.В., Нохрин А.В., Чувильдеев В.Н., Сметанина К.Е., Табачкова Н.Ю. Высокоскоростное электроимпульсное плазменное спекание мелкозернистых керамик Al2O3–SiC. Исследование микроструктуры и механических свойств // ЖТФ. 2022. Т. 92. № 10. С. 1571–1581.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал