1.5. Висновки і постановка задач дослідження.

Аналіз літературних джерел показує, що процес спікання порошку кубічного нітриду бору при високому тиску і високій температурі відбувається за участю дислокаційних і дифузійних механізмів. Значимість кожного з них змінюється в залежності від р,Т-параметрів спікання.

В літературі широко представлені результати дослідження реологічних характеристик при спіканні без зовнішнього тиску і при гарячому пресуванні порошків широкого класу матеріалів, але не відомі роботи, які стосуються реологічного аспекту одержання полікристалів КНБ, спікання порошків КНБ в умовах високого тиску 2 – 8 ГПа, а також особливості реологічних характеристик при реакційному спіканні КНБ з алюмінієм в умовах високого тиску. Такі результати дозволять розкрити механізми спікання НТМ при високих тисках на різних його етапах, направлено формувати дислокаційну структуру матеріалів.

Є поодинокі дані, що свідчать про зв’язок між умовами формування і характером реальної кристалічної структури сфалеритного нітриду бору, а також впливом структури на фізико-механічні властивості полікристалів. Конкретні причини такого впливу невідомі. Для направленого керування процесом структуроутворення і формування фізико-механічних властивостей полікристалів і композитів необхідні систематичні дослідження.

Аналіз літературних даних показав, що шляхом направленого формування дислокаційної структури досягається деформаційне зміцнення полікристалів самого широкого класу матеріалів, але не відомі роботи по деформаційному зміцненню полікристалів КНБ.

Не було систематичних досліджень еволюції дислокаційної структури BN_сф в залежності від р,Т-параметрів спікання порошків КНБ, в тому числі і реакційного спікання з алюмінієм і твердофазового спікання з тугоплавкими сполуками типу TiC, TiN, AlN. Такі дослідження перспективні для створення нових полікристалічних матеріалів на основі КНБ.

Експерименти з прецизійної термомасометрії BN^сф і деякі дані, отримані методом РФЕС, свідчать про вакансії в підгратці азоту, а також про можливість утворення твердого розчину кисню шляхом дифузії вакансій і гетеродифузії атомів кисню в підгратці азоту. Але в цілому всі дані досліджень поелементного складу приповерхневого шару BN^сф методом РФЕС суперечливі, можливо в звязку з впливом умов синтезу на склад поверхні. Крім того, вони не дають уявлення про структуру і поелементний склад BN^сф в обємі моно- і полікристалів. Сучасні можливості методів рентгенодифракційного аналізу для дослідження механізмів гетеродифузії в процесах спікання порошків КНБ не використано.

Можливості розширення областей використання композитів кубічного нітриду бору пов'язані з отриманням матеріалів більш широкого фазового і хімічного складу і більш широкого діапазону розміру зерен вихідного порошку, з одержанням виробів великих розмірів. Роботи в такому напрямку пов'язані з розробкою і правовим захистом нових об'єктів і їх складових частин.

Номенклатура PCBN-виробів відомих світових фірм не містить конструкційні матеріали на основі КНБ. Дослідження в напрямку створення таких матеріалів можуть дати перспективу виходу на світовий ринок з такими виробами.

В зв’язку з вищезазначеним, метою роботи було обгрунтування принципів одержання реакційним спіканням при високому тиску композиційних матеріалів на основі кубічного нітриду бору інструментального і конструкційного призначення з мінімальною пористістю, значними розмірами, високою твердістю і тріщиностійкістю, на базі встановлення закономірностей впливу технологічних факторів на формування структури та властивостей полікристалів і композитів.

Відповідно до мети основними задачами досліджень були:

1. Дослідження температурних полів, умов ізостатичності, зміни тиску в процесі спікання з метою створення конструкцій ячейок високого тиску з заданими характеристиками і надійним відтворенням технологічних параметрів спікання.

2. Вивчення впливу технологічних чинників на реологічні характеристики порошкових систем на основі КНБ з метою отримання щільних полікристалів та композитів.

3. Дослідження реальної кристалічної структури порошків КНБ та її еволюції при спіканні полікристалів з метою визначення впливу технологічних чинників на успадковування і на реконструкцію такої структури.

4. Вивчення еволюції фазового складу композитів КНБ при реакційному спіканні з алюмінієм, при твердофазовому спіканні з тугоплавкими сполуками.

5. Дослідження зв’язку структури з властивостями полікристалів та композитів і розробка концепції деформаційного зміцнення полікристалів КНБ.

6. Розробка нових композиційних надтвердих матеріалів на основі КНБ інструментального і конструкційного призначення.