ГІДРОЛІЗ ТА ТЕРМОБАРИЧНА ПОВЕДІНКА АМОРФНОГО BN: СТРУКТУРНІ ЗМІНИ І УТВОРЕННЯ КУБІЧНОГО BN

  • Ігор Петруша Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України
  • Dan Yardeni Dan Yardeni associates Ltd., Innovative Materials and Technologies
  • Oleg Prilutsky Dan Yardeni associates Ltd., Innovative Materials and Technologies
  • Roni Shneck Department of Materials Engineering, Ben-Gurion University of the Negev
  • Надія Білявина Київський національний університет ім. Тараса Шевченка
  • Олександр Осіпов Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України
  • Тамара Смірнова Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України
Ключові слова: нітрид бору, аморфна структура, гідроліз, високий тиск, фазове перетворення

Анотація

Мета роботи полягала в вивченні термобаричної поведінки рентгеноаморфного a-BN в стані постачання з з'ясуванням р,Т-умов одержання кубічного BN без використання будь-яких традиційних каталізаторів розчинників, що полегшують фазове перетворення. Вихідні порошки отримували за модифікованим карбамідним процесом в поєднанні з термомеханічною обробкою шихти. Термобаричну обробку порошків виконували в апаратах тороїдального типу при тисках 6,5 і 8 ГПа та температурах з діапазону 1350–2200 °С. Для структурних досліджень були залучені рентгенівські методи (дифрактометр Ultima IV, Rigaku, Японія) та скануюча електронна мікроскопія (FEI Verios 400L XHR SEM, США). Встановлено, що для вихідного а-BN притаманна підвищена хімічна активність, внаслідок чого при поглинанні вологи з відкритої атмосфери відбувається частковий гідроліз сполуки. Легкоплавкі продукти реакцій, в тому числі ортоборна кислота H3BO3, пентаборат амонію NH4B5O8×4H2O і нітрати амонію NH4NO3, відіграють ключову роль в процесах структурних змін та перекристалізації а-BN®cBN. При тиску 6,5 ГПа повне перетворення з формуванням просторих сегрегацій наночастинок (кристалів) cBN відбувається навіть при 1400 °С за 45 с р,Т-дії, що пов’язується з каталітичним ефектом флюїдних фаз. З точки зору науково-прикладного потенціалу отриманих результатів їх можна розглядати як певну основу для розробки технології синтезу нанодисперсних порошків cBN з послідуючим використанням їх для спікання надтвердих матеріалів, зокрема інструментального призначення.

Опубліковано
2020-09-21
Розділ
Інструментальні, конструкційні та функціональні матеріали на основі алмазу і куб