Горячепрессованная керамика

20-04-2024

+++химические свойства тугоплавких соединений+++

---являющихся основой инструментальных материалов---

Установлено, что примесь углерода в материалах на основе нитрида кремния существенно влияет на сопротивление окислению, понижая его. После окисления таких материалов наблюдали растрескивание образцов даже при содержании углерода 0,6 % при окислении при 1000 °С. Все содержащие углерод материалы обнаруживают нестабильное поведение. Степень их окисления при введении массовой доли углерода 2 % на два порядка больше, чем у материалов без примесей. Это свидетельствует о необходимости совершенствования технологии получения материала с целью защиты шихты от контакта с графитовой матрицей.

Взаимодействие SiC с кислородом и кислородсодержащими газами начинается при температурах выше 800 °С, при этом на поверхности SiC образуется защитная пленка Si02, представляющая собой диффузионный барьер. Скорость взаимодействия SiC с газами-окислителями лимитируется скоростью диффузии кислорода через слой Si02 («пассивное» окисление). Экспериментально подтвержденные термодинамические расчеты показывают, что при 1627 °С становится вероятным взаимодействие между SiC и Si02, в результате которого образуется монооксид кремния и защитная пленка разрушается. При этом скорость окисления катастрофически возрастает («активное» окисление). Так как такие температуры не развиваются в зоне контакта, то окисление SiC может происходить только по первому механизму.

Таким образом, представленные химические свойства тугоплавких соединений, являющихся основой инструментальных материалов, а также реальных высокоплотных материалов на их основе показывают, что в условиях постоянно обновляющегося контакта режущей кромки с большинством металлов и сплавов при температурах 1000—1200 °С не может наступить катастрофическое разрушение режущей пластины за счет процессов взаимодействия с металлом и процесса окисления. Хорошее смачивание, адгезия и химическое взаимодействие с металлами, а также «активное» окисление имеют место, в основном, при температурах 1200 °С и выше.