Preparation of Ultrafine-Grained WC–ZrO 2  Ceramics by Spark Plasma Sintering

E. A. Lantsev; Ланцев Е. А.; A. V Terent’ev; Терентьев А. В.; V. N. Chuvil’deev; Чувильдеев В. Н.; A. A. Murashov; Мурашов А. А.; N. V. Isaeva; Исаева Н. В.; Yu. V. Blagoveshchenskii; Благовещенский Ю. В.; K. E. Smetanina; Сметанина К. Е.; M. S. Boldin; Болдин М. С.; A. V. Nokhrin; Нохрин А. В.; N. Yu. Tabachkova; Табачкова Н. Ю.

doi:10.31857/S0002337X23050111

Электроимпульсное плазменное спекание ультрамелкозернистой керамики WC–ZrO₂

Авторы: Ланцев Е.А.¹, Терентьев А.В.², Чувильдеев В.Н.³, Мурашов А.А.³, Исаева Н.В.², Благовещенский Ю.В.², Сметанина К.Е.³, Болдин М.С.¹, Нохрин А.В.¹, Табачкова Н.Ю.⁴^,5
Учреждения:
1. Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
2. Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук
3. Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
4. НИТУ “МИСИС”
5. Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
Выпуск: Том 59, № 5 (2023)
Страницы: 559-566
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/140176
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23050111
EDN: https://elibrary.ru/QEJQCM
ID: 140176

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методом электроимпульсного плазменного спекания (ЭИПС) образцы получены образцы керамики WC–(1, 3, 5)% ZrO₂. Порошковые смеси WC–ZrO₂ получали путем ультразвуковой гомогенизации и перемешивания нанопорошков WC и субмикронных порошков t-ZrO₂. Показано, что интенсивность спекания образцов WC–ZrO₂ лимитируется процессом зернограничной диффузии. Увеличение содержания ZrO₂ приводит к незначительному повышению оптимальной температуры ЭИПС, увеличению количества частиц W₂C, а также сопровождается снижением твердости.

Ключевые слова

карбид вольфрама, оксид циркония, нанопорошки, спекание, плотность

Список литературы

Курлов А.С., Гусев А.И. Физика и химия карбидов вольфрама. М.: Физматлит, 2013. 272 с.
Sun J., Zhao J., Huang Z., Yan K., Shen X., Xing J., Gao Y., Jian Y., Yang H., Li B. A Review on Binderless Tungsten Carbide: Development and Application // Nano-Micro Lett. 2020. V. 12. № 1. P. 13.https://doi.org/10.1007/s40820-019-0346-1
Шевченко В.Я., Баринов С.М. Техническая керамика. М.: Наука, 1993. 192 с.
Basu B., Lee J.-H., Kim D.-Y. Development of WC–ZrO2 Nanocomposites by Spark Plasma Sintering // J. Am. Ceram. Soc. 2004. V. 87. № 2. P. 317–319.https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2004.00317.x
Venkateswaran T., Sarkar D., Basu B. WC–ZrO2 Composites: Processing and Unlubricated Tribological Properties // Wear. 2006. V. 260. P. 1–9.https://doi.org/10.1016/j.wear.2004.11.005
Tokita M. Progress of Spark Plasma Sintering (SPS) Method, Systems, Ceramics Applications and Industrialization // Ceramics. 2021. V. 4. № 2. P. 160–198.https://doi.org/10.3390/ceramics4020014
Чувильдеев В.Н., Благовещенский Ю.В., Сахаров Н.В., Болдин М.С., Нохрин А.В., Исаева Н.В., Шотин С.В., Лопатин Ю.Г., Смирнова Е.С. Получение и исследование ультрамелкозернистого карбида вольфрама с высокой твердостью и трещиностойкостью // ДАН. 2015. Т. 463. № 3. С. 281–285.
Ланцев Е.А., Малехонова Н.В., Цветков Ю.В., Благовещенский Ю.В., Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Болдин М.С., Андреев П.В., Сметанина К.Е., Исаева Н.В. Исследование особенностей высокоскоростного спекания плазмохимических нанопорошков карбида вольфрама с повышенным содержанием кислорода // ФХОМ. 2020. № 6. С. 23–39.
Исаева Н.В., Благовещенский Ю.В., Благовещенская Н.В., Мельник Ю.И., Самохин А.В., Алексеев Н.В., Асташов А.Г. Получение нанопорошков карбидов и твердосплавных смесей с применением низкотемпературной плазмы // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2013. № 3. С. 7–14.
Чувильдеев В.Н., Болдин М.С., Дятлова Я.Г., Румянцев В.И., Орданьян С.С. Сравнительное исследование горячего прессования и высокоскоростного электроимпульсного плазменного спекания порошков Al2O3/ZrO2/Ti(C,N) // Журн. неорган. химии. 2015. Т. 60. № 8. С. 1088–1094.
Курлов А.С., Гусев А.И. Вакуумный отжиг нанокристаллических порошков WC // Неорган. материалы. 2012. Т. 48. № 7. С. 781–791.
Красовский П.В., Благовещенский Ю.В., Григорович К.В. Определение содержания кислорода в нанопорошках системы WC–Co // Неорган. материалы. 2008. Т. 44. № 9. С. 1074–1079.
Nanda A.K., Watabe M., Kurokawa K. The Sintering Kinetics of Ultrafine Tungsten Carbide Powders // Ceram. Int. 2011. V. 37. № 7. P. 2643–2654.https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2011.04.011
Buhsmer C.P., Crayton P.H. Carbon Self-Diffusion in Tungsten Carbide // J. Mater. Sci. 1971. V. 6. № 7. P. 981–988.https://doi.org/10.1007/BF00549949
Болдин М.С., Попов А.А., Мурашов А.А., Сахаров Н.В., Шотин С.В., Нохрин А.В., Чувильдеев В.Н., Сметанина К.Е., Табачкова Н.Ю. Высокоскоростное электроимпульсное плазменное спекание мелкозернистых керамик Al2O3–SiC. Исследование микроструктуры и механических свойств // ЖТФ. 2022. Т. 92. № 10. С. 1571–1581.