6.3.2. Формування реальної кристалічної структури bNсф і TiC при спіканні композитів системи bNсф-TiC-Al.

В табл. 6.13 показано характеристики реальної кристалічної структури BN_сф в композитах, отриманих реакційним спіканням: композитів К2 з шихти BN_сф-Al, і композитів К3 – з шихти BN_сф-TiC-Al. Для порівняння – КНБ-ТіС – твердофазним спіканням і зразок амбориту.

Таблиця 6.11

Змочування алюмінієм ТіС і bNсф в вакуумі.

Сполука	Т, К	t, хв.	жг, мДжм-2	, град	Wa, мДжм-2
ТіС	1423	5	914	108	630
ТіС	1423	10-20	914	92	880
ТіС	1473	5	914	60	1370
ТіС	1473	15-25	914	44	1570
BNсф	1373	5	914	96	816
BNсф	1373	20-30	914	66	1283
BNсф	1473	5	914	80	1070
BNсф	1473	20-30	914	36	1650

Таблиця 6.12

Період гратки ТіС та міжплощинні відстані (нм) в xrd-спектрах.

Зразок	а, нм	(111)	(002)	(022)	(113)
ТіС	0,43274(3)	0,24984	0,21637	0,15300	0,13048
Шихта	0,43277(5)	0,24986	0,21639	0,15301	0,13049
К3-1	0,43294(2)	0,24996	0,21647	0,15307	0,13054
К3-2	0,43308(6)	0,25004	0,21654	0,15312	0,13058
К3-3	0,43311(3)	0,25006	0,21655	0,15313	0,13059
TiN	0,42435(5)	0,24500	0,21218	0,15003	0,12795
TiCN	0,43093(5)	0,24880	0,21547	0,15236	0,12993

Таблиця 6.13

Реальна структура bNсф композитів

Марка композиту	р і Т спікання	L, нм	d/d, 10-3	D, 1011 см-2	Z, 1011 см-2	, 1011 см-2
Киборит-2	4,2 ГПа, 1750К	20 (1)	1,5(2)	7,50,75	2,20.6	4,060,67
Киборит-3	4,2 ГПа, 1750К	27(2)	0,74(2)	4,10,6	0,540,03	1,490,32
КНБ-ТіС	7,7 ГПа, 2300К	30(4)	0,80(3)	3,30,9	0,630,05	1,450,47
Amborite SNMN 090308F		21,0	0,84	6,8	0,7	2,2

Таблиця 6.14

Реальна кристалічна структура ТіС в композитах, отриманих твердофазним і реакційним спіканням.

Склад шихти, мас.%	р, ГПа	Т, К	L, нм	d/d, 10-3	D, 1011 см-2	Z, 1011 см-2	, 1011 см-2
BNсф+ 10-50% ТіС	7,7	1600	27(2)	0,9(1)	4,10,6	0,560,12	1,50,4
		2300	35(4)	1,24(14)	2,50,6	1,050,24	1,60,4
BNсф+ 26%ТіС+8%Al	4,2	1750	25 (5)	1,5(2)	4,81,9	1,50,4	2,71,2

Для Кибориту-2, Кибориту-3 і КНБ-ТіС наведено дані статистичної обробки експериментів; дані для амбориту отримані при аналізі одного зразка, не призначеного для тестування.

Можна зробити висновок, що реакційним спіканням композитів системи BN_сф-TiC-Al отримано при нижчих р,Т-параметрах таку структуру деформаційного зміцнення BN_сф, яку можна отримати твердофазовим спіканням при високих р,Т-параметрах. Докладно проблему деформаційного зміцнення структури BN_сф розглянуто в розділі 7. В табл. 6.14 наведено параметри реальної кристалічної структури фази ТіС в композитах систем BN_сф-TiC-Al і BN_сф-TiC.

Умови реакційного спікання композитів системи BN_сф-ТіС-Al більш сприятливі для реалізації механізмів пластичної деформації в кристалічній гратці ТіС в порівнянні з умовами твердофазного спікання композитів системи BNсф-ТіС, незважаючи на те, що реакційне спікання відбувається при нижчому тиску (4.2 проти 7,7 ГПа).

Якщо прийняти до уваги гальмування процесів утворення твердих розчинів (кисню, азоту) в кристалічній гратці карбіду титану, а також зростання стехіометрії сполуки ТіС, то можна припустити, що при реакційному спіканні створюються більш сприятливі умови для руху дислокацій, в першу чергу – в зонах контакту частинок, внаслідок модифікації хімічного складу карбіду титану.

Для пояснення можна запропонувати таку модель. Зниження хімічного потенціалу домішок кисню і азоту в кристалічній гратці TiC при спіканні композитів системи BN_сф-ТіС-Al, так само, як зниження хімічного потенціалу домішок кисню в кристалічній гратці BN_сф при спіканні композитів системи BN_сф-Al, сприяє руху дислокацій, який можуть стримувати атоми домішок. Створюються умови для формування досконалих міжзеренних і міжфазних контактів, і відповідно умови для деформаційного зміцнення структури фаз BN_сф і ТіС при значно нижчих р,Т-параметрах, ніж деформаційне зміцнення структури полікристалів BN_сф.