Search academic texts

Information × Registration Number 0518U000350, Doctoral dissertation Status Доктор технічних наук Date 19-02-2018 popup.evolution o Title Features of consolidation, formation of the structure and properties of ceramic materials in the processes of spark-plasma sintering Author Borodianska Hanna Yuliivna, Кандидат фізико-математичних наук Description Дисертація присвячена вирішенню науково-технічної проблеми створення щільної наноструктурної кераміки з різними типом провідності та природою хімічного зв’язку, а також керування структурою та структурно-чутливими властивостями із застосуванням методу іскро-плазмового спікання (ІПС). Проблему вирішено шляхом реалізації переваг ІПС на всіх етапах створення наноструктурної кераміки, починаючи від одержання вихідних сумішей, режимів їх обробки, прецизійного вимірювання всіх параметрів при спіканні (температури, тиску, середовища консолідації, об’єму, концентрації компонентів тощо) та завершуючи вивченням впливу густини, розміру зерна і сітки границь зерен, що утворюються під час як нереакційного, так і реакційного ІПС, на властивості матеріалу. Все це дозволило встановити функціональні зв’язки між хімічним складом, структурою, технологією і властивостями композиційних матеріалів, на основі яких відпрацьовані умови, що гарантують відтворюванність результатів на практиці. Одержання матеріалу з густиною, близькою до теоретичної, і розміром зерна, меншим за 100 нм, стало можливим за рахунок використання іскро-плазмового високошвидкісного спікання під тиском, що створило умови відокремлення за часом проходження процесів усадки та росту зерен. Вперше розроблено й впроваджено методику квазіодностадійного реакційного синтезу в нанореакторах, кальцинації та ІПС-консолідації гомогенних багатокатіонних оксидів (La0,8Sr0,2)(Ga0,9Mg0,1)O3–δ (LSGM) із 2% (мас.) оксиду церію (LSGM–Ce) та при низькотемпературному (1250 C) ІПС отримано нанокераміку з середнім розміром зерна 11 та 14 нм відповідно, Зі зменшенням середнього розміру зерна до рівня нижче 30 нм дана кераміка стає феромагнетиком. Вперше було проведено ІПС консолідацію об’ємних нанокомпозитів Ti1–xAlxN та Ti1–xAlxN–AlN. Нанокомпозит Ti1–xAlxN показав твердість 17,53 ГПа і тріщиностійкість 9 МПа·м1/2 , що вдвічі вище за тріщиностійкість нітриду титану і втричі, ніж у нітриду алюмінію. Нанокомпозит Ti0,82Al0,18N армованмй нананокристалами гексагонального нітриду алюмінію, показав твердість за Віккерсом 24–29 ГПa. Створена методика реакційного ІПС карбіду бору дозволила отримати композити BaCb–(BxOy/BN) із ламелярною наноструктурною BxOy/BN 3D-сіткою границь. Показано внесок комплексної морфології композитів та, особливо, твердих фаз, синтезованих під час реакційного ІПС по границях зерен карбіду бору, а також зміни співвідношення бору до вуглецю в самих зернах карбіду бору (утворення B13C2) у значне покращення механічних властивостей кераміки. Розроблені нанокомпозити BaCb–(BxOy/BN) демонструють міцність на вигин до 800 МПа в інтервалі температур від 25 до 1600 °С та покращення динамічної в’зкості руйнування в 5 разів – з 6 до 30 MДж/м2 , що дозволяє запропонувати їх подальше використання в якості елементів цілої низки конструкцій, і в т.ч. захисних. Registration Date 2018-02-19 popup.nrat_date 2020-04-03 Close