Татьяна Сергеевна Гудыма – аспирант кафедры химии и химической технологии, Новосибирский государственный технический университет (НГТУ).
630073, Новосибирск, пр-т Карла Маркса, 20
Tat’yana S. Gudyma – Postgraduate Student of the Department of Chemistry and Chemical Technology, Novosibirsk State Technical University (NSTU).
20 Karl Marks Prosp., Novosibirsk 630073
Юрий Леонидович Крутский – кандидат технических наук, доцент кафедры химии и химической технологии, НГТУ.
630073, Новосибирск, пр-т Карла Маркса, 20
Yurii L. Krutskii – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Chemistry and Chemical Technology, NSTU.
20 Karl Marks Prosp., Novosibirsk 630073
Евгений Анатольевич Максимовский – кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории функциональных пленок и покрытий, Институт неорганической химии им. А.В. Николаева (ИНХ) СО РАН.
630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 3
Eugene A. Maximovskiy – Cand. Sci. (Chem.), Senior Researcher of the Laboratory of Functional Films and Coatings, Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch RAS.
3 Lavrent’eva Prosp., Novosibirsk 630090
Нина Юрьевна Черкасова – кандидат технических наук, младший научный сотрудник научно исследовательской лаборатории физикохимических технологий и функциональных материалов, НГТУ.
630073, Новосибирск, пр-т Карла Маркса, 20
Nina Yu. Cherkasova – Cand. Sci. (Eng.), Junior Research of the Research Laboratory of Physicochemical Technologies and Functional Materials, NSTU.
20 Karl Marks Prosp., Novosibirsk 630073
Никита Игоревич Лапекин – студент кафедры материаловедения в машиностроении, НГТУ.
630073, Новосибирск, пр-т Карла Маркса, 20
Nikita I. Lapekin – Student of the Department of Materials Science in Mechanical Engineering, NSTU.
20 Karl Marks Prosp., Novosibirsk 630073
Татьяна Викторовна Ларина – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела исследования катализаторов, Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН.
630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 5
Tat’yana V. Larina – Cand. Sci. (Phys.Math.), Senior Researcher of the Department for Catalytic Studies, Boreskov Institute of Cata lysis, Siberian Branch RAS.
5 Lavrent’eva Prosp., Novosibirsk 630090
Представлены результаты исследования процесса получения порошковых смесей B4C–TiB2 методом карбидоборного восстановления диоксида титана в присутствии восстановителя – нановолокнистого углерода, а также изучения некоторых свойств керамики, изготовленной с использованием синтезированного порошка. Синтез порошковых смесей проводили в индукционной тигельной печи в течение 20 мин в диапазоне температур 1200–1900 °С в среде инертного газа – аргона. Установлено, что оптимальная температура процесса синтеза независимо от состава шихты составляет 1650 °С. Изучены характеристики порошков, содержащих 10–30 мол. % фазы TiB2 . Методом рентгеновской электронной микроскопии установлено, что частицы порошка преимущественно агрегированы. На гистограммах распределения частиц по размерам присутствуют два пика: первый (с меньшим размером частиц) в основном характеризует фазу B4C, а второй (с крупными частицами) – фазу TiB2 . Средний размер частиц фазы В4С составляет 5,3–5,5 мкм, а фазы TiB2 – 33,6–41,9 мкм. Средний размер 50 % частиц порошка для исследуемых составов не больше 13,4 мкм. Величина удельной поверхности образцов не превышает 5 м2/г. Окисление полученных смесей кислородом воздуха начинается при температуре около 500 °С. При этом при достижении температуры 1000 °С окисляется не более 45 мас. % исследуемых порошков. Керамика, изготовленная с использованием синтезированной порошковой смеси B4C + 30 мол. % TiB2 методом горячего прессования, продемонстрировала достаточно высокие значения относительной плотности (99,0±1,1 %) и трещиностойкости (5,0±0,2 МПа∙м0,5 ).
The results of the researching process of obtaining composition powder material B4C–TiB2 by carbide reduction of titanium dioxide, using carbon reducing agent – carbon nanofibers, are presented. Furthermore, the results of studying of some properties of ceramics made using the synthesized powder are presented. The synthesis of composite materials was carried out in an induction crucible furnace for 20 min in the temperature range of 1200–1900 °C in an argon atmosphere. It has been established that the optimum temperature of the synthesis is 1650 °C, irrespective of the batch composition. The characteristics of the composite powders containing 10–30 mol. % of the TiB2 phase have been studied. X-ray electron microscopy has revealed that the particles of the powder are predominantly aggregated. There are two peaks in the particle size distribution histograms. The part of the histogram with a smaller particle size mainly characterizes the B4C phase. The part of the histogram with a larger particle size characterizes the TiB2 phase. The average particle size of the B4C phase is in the range of 5.3–5.5 µm, and that of the TiB2 phase is in the range of 33.6–41.9 µm. The average size of 50 % of composite powder’s particles for these contents does not exceed 13.4 μm. The surface area of the samples does not exceed 5 m2/g. The oxidation of the composite powder materials by atmospheric oxygen begins at a temperature of approximately 500 °C. At the same time, when the temperature reaches 1000 °C, no more than 45 wt. % of the studied powders is oxidized. Ceramics made with the synthesized powder mixture B4C + 30 mol. % TiB2 by hot pressing has shown rather high values of relative density (99.0±1.1 %) and fracture toughness (5.0±0.2 MPa∙m0.5).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.