Шихта для виготовлення композиційного матеріалу

Шихта для виготовлення композиційного матеріалу, яка містить оксид тугоплавкого металу та алюмінієвмісний компонент, яка відрізняється тим, що як оксид тугоплавкого металу вона містить оксид, вибраний з ряду Cr2O3, ZrO2, Ta2O3, HfO2, V2O3, WO3, MoO3, а як алюмінієвмісний компонент - алюмінід титану при наступному співвідношенні компонентів, об'ємні %: оксид тугоплавкого металу, вибраний з ряду Cr2O3, ZrO2, Ta2O3, HfO2, V2O3, WO3, MoO3 45-85 алюмінід титану 15-55 (19) (21) 97073869 (22) 21.07.1997 (24) 15.05.2002 (46) 15.05.2002, Бюл. № 5, 2002 р. (72) Прокопів Микола Михайлович, Горбань Андрій Євгенович (73) Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М.Бакуля НАН України (56) SU 288628, A1, 03.12.1970 SU 1693859, A1, 10.05.1996 WO 9005120, A1, 17.05.1990 WO 9013526, A1, 15.11.1990 3 28622 4 ково утворюються тверді розчини (СrАІ)2О3, цесі гарячого пресування відбувається взаємодія (СrТі)2О3 і сполука типу Аl2ТіО3. оксиду тугоплавкого металу з алюмінідом титану з Таким чином, з двох вихідних компонентів шиутворенням твердого розчину (МеІМеІІ)2О3, (МеІхти в процесі синтезу утворюється багатофазовий МеІІМеШ)2О3,..., сполуки типу АІ2ТіО3 (тіоліт) та композиційний матеріал, який складається з чисвідновленого тугоплавкого металу МеІ, де МеІ тих оксидів їхніх твердих розчинів та відновленого метал тугоплавкого оксиду; МеІІ - Ті; МеІІІ - Аl тугоплавкого металу. метали алюмініду титану. В процесі синтезу утвоУтворення фаз відбувається на атомарному рюється багатофазовий дрібнодисперсний компорівні, тому між ними утворюється міцний хімічний зиційний матеріал із середнім розміром зерен 1 зв'язок і вони орієнтовані у визначеному напрямку. 3мкм з високими механічними властивостями. Багатофазовість перешкоджає переважному росту Приклад 1. Шихту, яка містить, об. %: Сr2О3 якої-небудь фази, що призводить до утворення 65, алюмініду титану - 35 перемішували у спирті на дрібнодисперсної структури. Крім того, хімічна протязі 2 год., закладали до графітової пресформи взаємодія призводить до активації процесу ущільі пресували при температурі 1400 - 1450°С, тиску нення і, як наслідок, до невисоких температур син20МПа і часі витримки 5 хв. тезу (Т = 1400 - 1550°С) і часу витримки 4 - 6хв. В результаті гарячого пресування відбуваєтьНаприклад, різальну кераміку ВОК-7 одержують ся реакція взаємодії вказаних компонентів з утвопри 1600 - 1680°С і витримці 10 - 12хв. За таких ренням композиційного матеріалу та Аl2О3 у виумов також відсутній ріст зерна більшості складогляді твердого розчину (СrАl)2О3 змінного складу, вих фаз. Для оксиду цирконію, що має при нагріАІ2ТіО5, (СrТі)2О3 - змінного складу та відновленого ванні поліморфні перетворення, взаємодія з алюхрому, легованого до 0,5% Ті і Аl. мінідом титану відбувається за такою реакцією: Крім того, в усіх випадках при використанні ріZrO2m + ТіАl2 → ZrO2m + ТіхОу + ΑΙ2О3 + Zr (2) зних оксидів в продукті синтезу існують невеликі де Ті хОу - Тi3О4; ТіО2; ТiO. Так само, як і у викількості фаз, які не піддаються ідентифікації. падку взаємодії за реакцією (1), тут відбувається Були також виготовлені склади заявленої шихвзаємодія між утвореними оксидами і ZrO2. Як ти при використанні різних оксидів тугоплавких алюмінід титану використовується ТіАІх, де x = 1; металів з представленого у формулі винаходу ря2; 3. При концентрації ТіАІх 15 - 55% відбувається, ду (п. 4 - 9). На прикладі одного з оксидів показано в основному, стабілізація кубічної модифікації результати при граничних і при виході за них знаZrO2; за наявності невеликого залишку моноклінченнях компонентів (п. 2 - 3, 10 - 11, відповідно), а ного і тетрагонального ZrO2. також склад за прототипом п. 12. Результати звеВихідна шихта, що складається з оксиду однодені в таблицю. го з тугоплавких металів Сr, Zr, Та, Hf V, Wo, Mo, із Як видно з таблиці, коефіцієнт в'язкості руйнусереднім розміром частинок 10мкм і алюмініду вання та межа міцності при згині збільшились прититану ТіАІх з розміром частинок 40мкм після реблизно у 2 рази. тельного перемішування у спирті, воді, бензині У прикладах 11 заявленої шихти та 12 відомої сушиться і пресується при температурі Τ = 1400 шихти К Іc виміряти не вдалося внаслідок пористос1600°С, тиску 10 - 30МПа і витримці 4 - 6хв. В проті матеріалів. Таблиця Об’єкт випробувань Заявлений склад Склад шихти, об. % № п/п Оксид тугоплавкого металу Алюмінид титану 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Склад за про12 тотипом 65Сr2O3 35 45Сr2О3 55 85Сr2О3 15 65ZrO2 35 65Ta2O3 35 65НfO2 35 65V2O3 35 65WO3 35 65МоО3 35 40Сr2О3 60 90Сr2O3 10 60 діоксиду цирконію 10 ортофосфорної кислоти 30 нітриду алюмінію Показники ефективності Міцність на В'язкість руйнув. згин, МПа К1с, МПа*мЗ/2 950 8,7 980 9,5 680 6,0 1030 12 1100 12,5 900 9,1 870 8,5 900 9,7 870 9,2 500 5,2 480 300 5 28622 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім’ї Хохлових, 15, м.Київ, 04119, Україна (044) 456 – 20 – 90 ТОВ “Міжнародний науковий комітет” вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044) 216 – 32 – 71 6