Вплив мікроструктури та напружено-деформованого стану на фізико-механічні властивості композитів систем LaB6-MeB2-Cu(Al)

Дисертаційна робота присвячена встановленню впливу мікроструктури, напружено-деформованого стану фазових складових на механічні властивості армованих керамічних композиційних матеріалів та створенню на їх основі макрогетерогенних композитів з металевою матрицею поліфункціонального застосування. Досліджено вплив концентраційного та кінетичного переохолодження, температури відпалу на морфологію, кристалографічну орієнтацію, напруженодеформований стан, фазовий склад та механічні властивості керамічних композитів систем LaB6-TiB2, LaB6-ZrB2. Проведені дослідження дозволили отримати відцентровим плазмовим розпиленням ізотропно-армований порошковий композит з меншим в 3 рази роміром армуючої складової TiB2, в 2-3 рази залишковими макронапруженнями, з стехіометричним фазовим складом, більш досконалою субструкторою на макрорівні та вищою на порядок міцністю, ніж композити, отримані спрямованою кристалізацією. Застосування отриманого порошкового керамічного композиту LaB6-TiB2 в якості зміцнюючої фази дозволило підвищити міцність металевих матриць у 2-2,5 рази і зберегти пластичність на рівні металів. При використанні порошкового композиту з витравленою матричною фазою LaB6, за рахунок армування границь зерен на межі розділу композит-металева матриця, міцність зростає більш ніж у 2 рази. Електроопір металоматричних композитів Cu-LaB6-TiB2 знаходиться на рівні міді.
The work is devoted to solving the actual scientific and technical problem - the creation of macroheterogenic composites of polyfunctional applications. In order to create new metal-ceramic composite materials for the manufacture of contact welding electrodes and maintaining high electrical conductivity, the possibility of creating copper and aluminum metal-ceramic composites with doping with their powder LaB6-TiB2 composite material is considered. Given that the strength of materials is primarily determined by defects in the microstructure, it is important to find out the effects of the defects of the crystalline structure of the matrix phase and the material of the fibers on the mechanical properties. Since the greatest defect is the grain boundaries, then the possibility of creating materials with reinforced grain boundaries is explored. It is important to find out the characteristics of these structural parameters and the possibility of strengthening the interphase boundaries, depending on the methods of obtaining composites of various bulk forms. Solving the problem of manufacturing reinforced ceramic materials can be realized by obtaining powders with an eutectic structure, which is a composite of ceramic matrix with regularly located monocrystalline fibers of another refractory compound. It was first established that under conditions of high-speed cooling from 102 to 105 °C /s during crystallization from the melt of the eutectic alloy of the LaB6-11wt.% TiB2 with an excess of 1 wt.% boron, the diameter of the fibers of the reinforcing phase TiB2 decreases in 4-5 times and their number increases by 2-2.5 times. The influence of concentration and kinetic supercooling, annealing temperature on morphology, crystallographic orientation, stress-deformed state, phase composition and mechanical properties of ceramic composites of LaB6-TiB2, LaB6-ZrB2 systems have been investigated. It was found that the overlay of mechanical vibrations on the crystal of the eutectic
Диссертация посвящена установлению влияния микроструктуры, напряженнодеформированного состояния фазовых составляющих на механические свойства армированных керамических композиционных материалов и созданию на их основе макрогетерогенних композитов с металлической матрицей полифункционального применения. Исследовано влияние концентрационного и кинетического переохлаждения, температуры отжига на морфологию, кристаллографическую ориентацию, напряженно-деформированное состояние, фазовый состав и механические свойства керамических композитов систем LaB6-TiB2, LaB6-ZrB2. Проведенные исследования позволили получить центробежным плазменным распылением изотропно-армированный порошковый композит с меньшим в 3 раза размером армирующей составляющей TiB2, в 2-3 раза остаточными микронапряжениями и стехиометрическим фазовым составом, более совершенной субструкторою на макроуровне и выше на порядок прочностью, чем композиты, полученные направленной кристаллизацией. Применение полученного порошкового керамического композита LaB6-TiB2 в качестве упрочняющей фазы позволило повысить прочность металлических матриц в 2-2,5 раза и сохранить пластичность на уровне металлов. При использовании порошкового композита с вытравлены матричной фазой LaB6, за счет армирования границ зерен на границе раздела композит-металлическая матрица, прочность возрастает более чем в 2 раза. Электросопротивление металоматричних композитов Cu-LaB6-TiB2 находится на уровне меди.