Структурні зміни нітриду ванадію в умовах термобаричного спікання керамоматричного композита в системі cBN—VN—Al

Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine Pub Date : 2024-02-27 DOI:10.15407/dopovidi2024.01.020

Н.М. Білявина, В.З. Туркевич, А.М. Курилюк, Д.А. Стратійчук, Людмила Стасюк, Олена Іванівна Наконечна, П.П. Когутюк

{"title":"Структурні зміни нітриду ванадію в умовах термобаричного спікання керамоматричного композита в системі cBN—VN—Al","authors":"Н.М. Білявина, В.З. Туркевич, А.М. Курилюк, Д.А. Стратійчук, Людмила Стасюк, Олена Іванівна Наконечна, П.П. Когутюк","doi":"10.15407/dopovidi2024.01.020","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Методом рентгенівської дифрактометрії детально досліджено кристалічну структуру нітриду ванадію (VN), який поряд з кубічним нітридом бору (cBN) наявний у керамоматричних композитах, отриманих HPHT спіканням (тиск 7,7 ГПа, температура 1600—2450 °С) попередньо механохімічно активованої шихти складу cBN—VN—Al (60 : 35 : 5 об. %). На підставі рентгеноструктурних розрахунків встановлено, що дефектна кристалічна структура вихідного нітриду шихти VN типу NaCl під впливом баротермічного навантаження модифікується за рахунок міграції додаткових атомів азоту з середини композита на його поверхню. Ці додаткові атоми азоту в структурі VN cтатистично розміщуються по вершинах октаедрів, розташованих навколо наявних вакансій атомів азоту з основної ґратки типу NaCl. Збагачення поверхні композита cBN—VN—Al азотом повинно позитивно впливати на деякі його поверхневі властивості, на кшталт мікротвердості та зносостійкості (як це виявлено раніше для композита cBN—TiN—Al) і забезпечувати високі експлуатаційні характеристики отриманого надтвердого керамоматричного матеріалу, призначеного для високошвидкісного (300—500 м/хв) оброблення легованих та нержавних сталей.","PeriodicalId":20898,"journal":{"name":"Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine","volume":"71 14","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-02-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.15407/dopovidi2024.01.020","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Методом рентгенівської дифрактометрії детально досліджено кристалічну структуру нітриду ванадію (VN), який поряд з кубічним нітридом бору (cBN) наявний у керамоматричних композитах, отриманих HPHT спіканням (тиск 7,7 ГПа, температура 1600—2450 °С) попередньо механохімічно активованої шихти складу cBN—VN—Al (60 : 35 : 5 об. %). На підставі рентгеноструктурних розрахунків встановлено, що дефектна кристалічна структура вихідного нітриду шихти VN типу NaCl під впливом баротермічного навантаження модифікується за рахунок міграції додаткових атомів азоту з середини композита на його поверхню. Ці додаткові атоми азоту в структурі VN cтатистично розміщуються по вершинах октаедрів, розташованих навколо наявних вакансій атомів азоту з основної ґратки типу NaCl. Збагачення поверхні композита cBN—VN—Al азотом повинно позитивно впливати на деякі його поверхневі властивості, на кшталт мікротвердості та зносостійкості (як це виявлено раніше для композита cBN—TiN—Al) і забезпечувати високі експлуатаційні характеристики отриманого надтвердого керамоматричного матеріалу, призначеного для високошвидкісного (300—500 м/хв) оброблення легованих та нержавних сталей.

查看原文

微信好友朋友圈 QQ好友复制链接

本刊更多论文

氮化钒在 cBN-VN-Al 体系陶瓷基复合材料热压烧结过程中的结构变化

通过 X 射线衍射仪详细研究了氮化钒（VN）的晶体结构。氮化钒与立方氮化硼（cBN）一起存在于通过 HPHT 烧结（压力为 7.7 GPa，温度为 1600-2450 °C）初步机械化学活化的 cBN-VN-Al （体积分数为 60 : 35 : 5）成分的陶瓷基复合材料中。在 X 射线衍射计算的基础上发现，由于额外的氮原子从复合材料的中间向表面迁移，氯化钠型 VN 电荷初始氮化物的缺陷晶体结构在棒热负载的影响下发生了改变。根据统计，VN 结构中的这些额外氮原子位于八面体的顶端，这些八面体围绕着氯化钠型主晶格中可用的氮原子空位。在 cBN-VN-Al 复合材料表面富集氮元素应该会对其某些表面特性（如显微硬度和耐磨性）产生积极影响（正如之前在 cBN-TiN-Al 复合材料中发现的那样），并使由此产生的超硬陶瓷基体材料具有高性能特性，可用于合金钢和不锈钢的高速（300-500 米/分钟）加工。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文去求助

来源期刊

Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine

自引率

0.00%

发文量