- •211 Розділ 4
- •Еволюція кристалічної і реальної структури bNсф при спіканні порошків в умовах високого тиску.
- •Зернистість та хімічний склад домішок в вихідних порошках кнб.
- •Середній розмір зерна та питома поверхня порошків кнб
- •Характеристики реальної кристалічної структури вихідних порошків кнб
- •4.2 Рентгеноструктурне дослідження порошків кнб після обробки високим тиском при кімнатній температурі.
- •4.3. Дослідження деформаційної субструктури порошків bNсф після пресування в авт при температурі 300 к
- •4.4. Дослідження еволюції кристалічної структури при термобаричній обробці порошків кнб.
- •4.4.1. Період гратки і дефекти кристалічної структури сфалеритного нітриду бора.
- •Період кристалічної гратки і реальна кристалічна структура порошкових і полікристалічних зразків bNсф в багатофакторному експерименті.
- •Залежність характеристик кристалічної структури порошкових та полікристалічних зразків bNсф від умов синтезу і зернистості.
- •4.5 Еволюція деформаційної структури bNсф в процесі термобаричного спікання
- •4.6 Структурні вакансії в кристалічній гратці сфалеритного нітриду бору
- •Ковалентні та іонні радіуси (пм) легких елементів за Полінгом [165].
- •Коефіцієнти заповнення атомами бору правильних позицій у кристалічній гратці bNcф.
- •Атоми легких елементів, що займають позиції в підгратках бору 4(а) і азоту 4(с) кристалічної гратки bNсф і формула нестехіометричної сполуки.
- •Поелементний і формульний склад приповерхневого шару bNсф марки кт.
- •4.7 Фазові перетворення в нітриді бору при спіканні порошків кнб в умовах високих тиску та температури
- •Розмір частинок та питома поверхня вихідних порошків.
- •Вплив зернистості вихідних порошків кнб, тиску та температури спікання на фазовий перехід bNсфbNг та на густину і пористість одержаних полікристалів кнб
- •4.8. Висновки до розділу 4
4.3. Дослідження деформаційної субструктури порошків bNсф після пресування в авт при температурі 300 к
Порошки КНБ після пресування в АВТ тиском 2,5, 4,2 і 7,7 ГПа досліджували методами електронної мікроскопії [137, 148-150] Після пресування в АВТ при кімнатній температурі в усіх досліджених порошкових зразках виявлено тонкі (70-80 нм) сколи кристалів, з огранкою площинами 110 і 111, що свідчить про крихке руйнування кристалів по площинах такого типу при баричній обробці.
Виявлено також інші особливості структурного стану частинок після дії високого тиску.
Сильно розвинений мікрорельєф поверхні. Часто виявлявся двох- і трьохрівненвий масштаб сходинок. Висота сходинок змінювалася від 0,01 до 0,3 мкм.
Загальмовані мікротріщини, що йшли від поверхні частинок, на відстані від 0,01 до 0,2 мкм.
Присутність азимутально розорієнтованих областей (фрагментів) в частинках. В обємі частинок розорієнтація фрагментів складала десятки хвилин, в поверхневому шарі – 5-7 градусів по обєму. Діапазон розмірів фрагментів в обємі складав від 0,5 до 1 – 2 мкм, в поверхневому шарі – від 0,02 до 0,2 мкм.
Виявлено також поодинокі дислокації та їх групи, дефекти упаковки і мікродвійники по площинах типу 111.
Для зразків дрібнозернистих порошків при зростанні величини тиску спостерігали тенденцію до збільшення кількості фрагментованих частинок, особливо з субдисперсною фрагментацією в поверхневому шарі.
При зростанні розмірів частинок і постійному тиску (7,7 ГПа) в зразках зростає кількість тонких сколів по площинах 110.і 111.
Можна зробити висновок, що в процесі квазігідростатичного стискання в діапазоні тисків від 2,5 до 7,7 ГПа при кімнатній температурі в частинках сфалеритного нітриду бору відбуваються такі структурні перетворення: скол частинок по площинах 110.і 111; пластична деформація ковзанням і двійникуванням; тріщиноутворення в приповерхневих шарах частинок; диспергування приповерхневих шарів частинок за рахунок формування азимутально розорієнтованих фрагментів.
Слід відзначити, що сколи, тріщиноутворення і фрагментування зерен (ячеїста структура) спостерігалася здебільшого в приповерхневих шарах частинок. Вищезазначені особливості структури проілюстровано на рис. 4.15 – 4.17. Аналіз результаті просвічуючої електронної мікроскопії в сполученні з мікродифракцією і електронною мікрофрактографією порошку кубічного нітриду бору після синтезу і після баричної обробки при кімнатній температурі показали, що в частинках розміром від 3 до 50 мкм такі дефекти структури, як ступеньки сколу, загальмовані мікротріщини, а також значна фрагментація розташовуються в основному в поверхневому шарі глибиною до 0,2 мкм.
Дані рентгеноструктурного аналізу теж свідчать, що внутрізеренні дефекти структури в основному містяться в приповерхневому шарі частинок, (див. рис. 4.8-4.10, 4.12-4.14).
На рис. 4.18 показано на прикладі сферичних зерен, яку частину об’єму зерна займає насичений дефектами приповерхневий шар глибиною 0,2 мкм. З рисунку видно, що у випадку порошку зернистістю 1/0 приповерхневий насичений дислокаціями шар складає 99%, тобто на відміну від більш крупних порошків деформаційне зміцнення для полікристалів на основі порошку КМ 1/0 утруднене.