Processing math: 100%

Міцність і пластичність спечених матеріялів на основі титанового наноламінату Ti3SiC2

С. О. Фірстов, Е. П. Печковський, В. Ф. Горбань

Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03142 Київ, Україна

Отримана: 02.06.2006. Завантажити: PDF

На прикладі однієї з найбільш вивчених потрійних сполук нової кляси матеріялів нанолямінатів, — титанокремністого карбіду Ti3SiC2, виготовленого методою реакційного спікання порошкової суміші елементів і подвійних сполук, — виконано системну аналізу і узагальнення впливу вивчених структурних і фазових змін, що відбуваються в цьому матеріялі при ріжних видах обробки, на закономірності, особливості і механізми процесів деформації, зміцнення й руйнування в інтервалі температур 20–1300°C. Визначено можливості підвищення характеристик пластичности, міцности й руйнування титанокремністого карбіду Ti3SiC2 у пористому стані в порівнянні з компактним. Показано, що зниження міцности пористих матеріялів може бути в значній мірі компенсовано, а в ряді випадків перевищено шляхом використання ряду факторів. Такими є: подрібнення зернистої структури, високотемпературна термомеханічна обробка, створення двофазного in-situ композиту Ti3SiC2/TiC, азотування високопористого матеріялу. Розроблено фізичні основи одночасного підвищення характеристик низькотемпературної пластичности, високотемпературної міцности й опору руйнуванню матеріялу в компактному і пористому станах.

Ключові слова: титанокремністого карбіду Ti3SiC2, структурний стан, зеренна структура, термомеханічне оброблення, двофазний insitu композит Ti3SiC2/TiC, азотизація, механічні властивості.

PACS: 62.20.Fe, 81.05.Je, 81.05.Ni, 81.05.Rm, 81.20.Ev, 81.20.Wk, 81.40.Lm

Citation: S. O. Firstov, Eh. P. Pechkovsky, and V. F. Gorban’, Strength and Plasticity of the Sintered Materials on the Base of a Titanium Nanolaminate Ti3SiC2, Usp. Fiz. Met., 7, No. 4: 243—281 (2006) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.07.04.243


Цитована література (51)  
  1. M. W. Barsoum, Prog. Solid St. Chem., 28: 201 (2000). Crossref
  2. M. W. Barsoum, T. El-Raghy, and M. Radovic, Interceram., 49, No. 4: 226 (2000).
  3. W. Jeitschko, H. Nowotny, and F. Benesovsky, Monatsh. Chem., 94: 672 (1963).
  4. W. Jeitschko and H. Nowotny, Monatsh. Chem., 98: 329 (1967).
  5. H. Nowotny, Prog. Solid. State Chem., 2: 27 (1970). Crossref
  6. R. Pampuch, J. Lis, L. Stobierski, and M. Tymkiewicz, J. Eur. Ceram. Soc., 5: 283 (1989).
  7. J. Lis, R. Pampuch, J. Piekarczyk, and L. Stobierski, Ceramics Inter., 19: 219 (1993).
  8. T. Okano, T. Yano, and T. Iseki, Trans. Met. Soc. Jpn., 14A: 597 (1993).
  9. J. F. Li, W. Pan, F. Sato, and R. Watanabe, Acta Mater., 49: 937 (2001). Crossref
  10. Н. П. Бродниковский, М. П. Бурка, Д. Г. Вербило и др., Материалы Межд. конф. «Передовая керамика — третьему тысячелетию» (Киев: 2001), с. 115.
  11. Н. П. Бродниковский, М. П. Бурка, Д. Г. Вербило и др., Материалы Межд. конф. «Передовая керамика — третьему тысячелетию» (Киев: 2001), с. 116.
  12. С. А. Фирстов, И. И. Иванова, Э. П. Печковский, Материалы Межд. конф. «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий» (Кацивели–Понизовка, АРК, Украина: 2002), с. 260.
  13. С. А. Фирстов, И. И. Иванова, Э. П. Печковский, Материалы Межд. конф. «Наука о материалах на рубеже веков: достижения и вызовы времени» (Киев: 2002), с. 504.
  14. S. A. Firstov and E. P. Pechkovsky, Ceramics, Polish Ceramic Bulletin, 69: 95 (2002).
  15. S. A. Firstov and E. P. Pechkovsky, Proc. Inter. Conf. ‘Deformation and Fracture in Structural PM Materials’ (Stara Lesna, Slovak Republic: 2002), p. 67.
  16. Н. П. Бродниковский, М. П. Бурка, Д. Г. Вербило и др., Порошк. металл., № 7/8: 109 (2003).
  17. Н. П. Бродниковский, Э. П. Печковский, С. А. Фирстов и др., Электронная микроскопия и прочность материалов, 12: 77 (2003).
  18. S. A. Firstov and E. P. Pechkovsky, Proc. Intern. Conf. ‘Fractography’ (Stara Lesna, Slovac Republic: 2003), р. 1.
  19. Н. П. Бродниковский, Э. П. Печковский, С. А. Фирстов и др., Металлофиз. новейшие технол., 25, № 9: 1179 (2003).
  20. В. Ф. Горбань, Э. П. Печковский, С. А. Фирстов и др., Труды Межд. конф. «Новейшие технологии в порошковой металлургии и керамике» (Киев: 2003), с. 373.
  21. В. Ф. Горбань, Э. П. Печковский, С. А. Фирстов и др., Труды Межд. конф. «Новейшие технологии в порошковой металлургии и керамике» (Киев: 2003), с. 416.
  22. S. A. Firstov and E. P. Pechkovsky, Science of Sintering, 36, No. 1: 11 (2004).
  23. S. A. Firstov and E. P. Pechkovsky, Proc. Powder Metallurgy World Congress (Vienna, Austria: 2004), vol. 4, p. 730.
  24. В. Ф. Горбань, Э. П. Печковский, С. А. Фирстов и др., Порошковая металлургия, № 3/4: 93 (2005).
  25. В. Ф. Горбань, Э. П. Печковский, С. А. Фирстов, А. В. Самелюк, Металлофиз. новейшие технол., 27, № 3: 335 (2005).
  26. S. A. Firstov, E. P. Pechkovsky, I. I. Ivanova, N. P. Brodnikovsky et al., High Temperature Materials and Processes, 25, No. 1–2: 47 (2006).
  27. В. Ф. Горбань, Э. П. Печковский, С. А. Фирстов, Металлофиз. новейшие технол., 28, No. 1: 67 (2006).
  28. С. О. Фірстов, Е. П. Пєчковський, І. І. Іванова, Зб. ДФФД Міністерства освіти і науки України «Фундаментальні орієнтири науки. Хімія і матеріалознавство» (Київ: Академперіодика: 2005), с. 158.
  29. I. S. Konoplyuk, T. Abe, T. Uchimoto, and T. Takagi, Materials Letters, 59: 2342 (2005).
  30. Z. F. Zhang, Z. M. Sun, H. Hashimoto, and T. Abe, J. of Alloys and Compounds, 352: 283 (2003). Crossref
  31. H. Li, D. Chen, J. Zhou, J. H. Zhao, and L. H. He, Materials Letters, 58: 1741 (2004).
  32. H. B. Zhang, Y. C. Zhou, Y. W. Bao, and M. S. Li, Acta Materialia, 52: 3631 (2004). Crossref
  33. Z. Sun, J. Zhou, D. Music, R. Ahuja, and J. M. Schneider, Scripta Materialia, 54: 105 (2006). Crossref
  34. Z. M. Sun, A. Murugaiah, T. Zhen, A. Zhou, and M. W. Barsoum, Acta Materialia, 53: 4359 (2005). Crossref
  35. W. B. Zhou, B. C. Mei, and J. Q. Zhu, Materials Letters, 59: 1547 (2005).
  36. S. S. Hwang, S. W. Park, and T. W. Kim, J. of Alloys and Compounds, 392: 285 (2005). Crossref
  37. S. E. Stoltz, H. I. Starnberg, and M. W. Barsoum, J. Phys. Chem. Solids, 64: 2321 (2003).
  38. Y. W. Bao and Y. C. Zhou, Materials Letters, 57: 4018 (2003).
  39. M. Radovic, M. W. Barsoum, T. El-Raghy, and S. M. Wiederhorn, J. of Alloys and Compounds, 361: 299 (2003). Crossref
  40. T. Zhen, M. W. Barsoum, and S. R. Kalindidi, Acta Materialia, 53: 4163 (2005). Crossref
  41. Shi-Bo Li, Jian-Xin Xie, Li-Tong Zhang, and Lai-Fei Cheng, Materials Letters, 57: 3048 (2003).
  42. I. M. Low, Materials Letters, 58: 927 (2004).
  43. J. X. Chen and Y. C. Zhou, Scripta Materialia, 50: 897 (2004).
  44. В. И. Трефилов, Ю. В. Мильман, С.А. Фирстов, Физические основы прочности тугоплавких металлов (Киев: Наукова думка: 1975).
  45. В. И. Трефилов, В. Ф. Моисеев, Э. П. Печковский и др., Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов (Киев: Наукова думка: 1989).
  46. П. И. Полухин, С. С. Горелик, В. К. Воронцов, Физические основы пластической деформации (Москва: Металлургия: 1982).
  47. Y. Du, J. C. Schuster, H. J. Seifert, and F. Aldinger, J. Am. Ceram. Soc., 83, No. 1: 197 (2000).
  48. F. H. Hayes, Ternary Alloys (Eds. G. Petzow and G. Effeuberg) (VCH: 1990), vol. 3, p. 557.
  49. О. М. Барабаш, Ю. Н. Коваль, Структура и свойства металлов и сплавов: справочник. Кристаллическая структура металлов и сплавов (Киев: Наукова думка: 1986).
  50. Д. Халл, Введение в дислокации (Москва: Атомиздат: 1968).
  51. Ю. В. Мильман, Зб. «Сучасне матеріалознавство ХХІ сторіччя» (Київ: Наукова думка: 1998), с. 637.