Саморазвивающийся высокотемпературный синтез (часть 3)   

   Існує кілька варіантів процесу.

   1. СВС проводять у більших герметичних реакторах майже при повному заповненні обсягу вихідною шихтою. Розпушення при горінні ні, тому що гази практично не віддаляються зі зразка й лише приводять до збільшення тиску в реакторі. Через великий обсяг остигання відбувається повільно, що сприяє спіканню. У результаті продукт являє собою міцно спеченную губку (з наскрізною пористістю 30-60%), досить однорідну по обсязі реактора. З такого матеріалу можуть бути виготовлені різні пористі вироби (наприклад, фільтри з великою питомою поверхнею) для роботи в умовах, що виключають сильні навантаження. Зараз відпрацьовані процеси доручення губки з карбідів титана й цирконію (пінокарбід).

   2. СВС-процес проводиться при високих тисках інертного або реагуючого газу (~1000-5000 атм.). У цьому випадку питомий обсяг газів, що виділяються, невеликий і вони не роблять дії, що розпушує. У таких умовах досліджене одержання матеріалів з нітриду титана. Досвіди проводилися шляхом спалювання пористих зразків титана, розведених нітридами титана, в азоті при тисках 500-4500 атм. Зміна параметрів синтезу (тиску, температури горіння, розмірів часток титана, щільності зразка й ін.) дозволило одержувати міцно зчеплені матеріали з нітриду титана, близького до граничного состава (TiN_0,97), з пористістю, регульованої в межах від 13 до 40%. На основі цього матеріалу вирішені два прикладні завдання: а) одержання тиглів для випару нікелю (максимально припустима пористість ~15%); б) одержання електродів для електролізу агресивних середовищ (сольових розплавів) з максимальною пористістю 40% (тут висока пористість необхідна).

   3. Після проходження хвилі синтезу зразок піддається всебічному стиску. Такий прийом можна розглядати як варіант гарячого пресування, у якому процес горіння підготовляє компоненти для формування матеріалу (синтезує й нагріває). Цей метод був застосований для одержання без вольфрамових твердих сплавів з елементів. Шихта складалася розраховуючи на одержання промислових сплавів ТНМ-20 і ТНМ-30. У досвідах варіювалися вихідна щільність зразка, тиск стиску (500 – 1500 кг/див2), температура горіння (шляхом розведення вихідної суміші кінцевими продуктами горіння), величина затримки в додатку тиску, розміри зразка й ін.

   У певних умовах виходили матеріали з непоганими властивостями (близькими до промислових марок): пористість – 0–1,5%; твердість по Роквеллу – 88–89 НRА; міцність при вигині – 100–105 кг/мм2, модуль зрушення – 16900 кг/мм2, модуль Юнга – 39200 кг/мм2; коефіцієнт Пуассона – 0,16. Структура зразків характеризується рівномірним розподілом зв’язування між карбідними зернами. Мікротвердість зерен перебуває в межах 2500–2900 кг/мм2. Розмір зерен коливається від 1 до 10 мкм. Результати хімічного аналізу на составі ТНМ-30:

   Рентгенофазовий аналіз показав більше рівноважну структуру зразків СВС у порівнянні із промисловими. Параметри ґрат карбідної фази приблизно однакові й перебувають у межах 4,279-4.324 Å .

   З отриманого матеріалу минулого приготовлені різці, і випробувані їхні ріжучі властивості при обробці стали 40Х. Випробування показали, що кращі зразки мають значно більше високу стійкість при різанні, чим стандартні, і перебувають на рівні вольфрамових сплавів.