ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Синтез высокопрочных поликристаллов из графита с использованием сложнолегированных катализаторов из "Новые материалы " Поликристаллические материалы на основе алмаза по физи-)-механическим свойствам существенно отличаются от монокристаллов. ля них характерна изотропия свойств, высокая износостойкость, по- кристаллы значительно превосходят монокристаллы по трещиностой-эсти (ударной вязкости). [c.429] Настоящая работа посвящена изучению влияния состава и свойств сплава-катализатора на процесс синтеза и свойства поликристаллических алмазов карбонадо . Были изучены возможности путем легирования сплава—катализатора влиять на прочностные свойства поликристаллов алмаза и разработан состав сплава—катализатора, позволяющего синтезировать поликристаллы с повышенными прочностными свойствами. [c.430] Синтез карбонадо проводили в камерах высокого давления типа то-роид при давлении 8,0 ГПа из графита МГОСЧ. Температура синтеза составляла 1800...2000°С, вес получаемых поликристаллов - 0,8...1,0 карат. В качестве катализатора использовали сплавы на основе никеля. Полученные поликристаллы дробили, рассеивали на фракции, проводили классификацию на вибростоле, химическую обработку и испытание на прочность по ГОСТ 9206-80. [c.430] Поскольку для сравнительных исследований рекомендуется применять однородный по форме порошок — для дальнейшего использования был отобран алмазный порошок из ячеек 4—10. [c.430] Проведенная химическая обработка позволила получить алмазные по-кристаллы с различным содержанием металлической составляющей -16,8 до 6,24%. Результаты по определению прочности алмазного по-шка АРК4 500/400 с различным временем химической обработки пред-шлены на рис. 6.1. Погрешность измерения при доверительной вероят-сти 95 % и числе измерений не менее 50 не превышала 6 %. [c.431] Для установления закономерностей спекания исследовали системы i- r и Ni—Сг-С изучение изменения фазового состава при спекании эоводили рентгенофазовым анализом на установке УРС-2,0 в камере ГД-57, а также на дифрактометре ДРОН-3, используя отфильтрован-эе от р-линии Си -излучение. [c.433] Таким образом, различная спекаемость образцов порошковых смесей системы Ni- r при наличии и отсутствии углерода (см. рис. 6.2) обусловлена, по-видимому, образованием карбидных слоев (кривая 1), которые препятствуют протеканию твердофазных диффузионных процессов. [c.434] Система никель—хром—углерод. В порошковую смесь (80 % Ni — 20 % Сг) -(0,5...1,0) (где - аморфный углерод, продукт пиролиза парафина) вводили сравнительно крупнозернистый ( 50 мкм) порошок графита МГОСЧ в количестве до 10 %. На рис. 6.3 представлена зависимость изменения объема образца (AV/V) от содержания углерода в порошковой смеси. Резкое ухудшение спекаемости при увеличении содержания углерода связано, по-видимому, с изменением количества карбидов в спеках. Нарушение монотонного изменения AV/V, проявляющееся при содержании углерода 2,5 %, связано с появлением в образцах свободного углерода в виде графита. [c.434] Система никель—хром-метам (Ti, Та, Мо). Для исследованных сис-м характерно значительное ухудшение спекаемости образцов при не-(льших содержаниях металлов в исходных порошковых смесях ис. 6.4). Это объясняется эффектом Френкеля, который заключается в еличении пористости, вследствие различия парциальных коэффициен- в диффузии компонентов, при растворении легирующих металлов в твердом растворе на основе никеля. При дальнейшем увеличении со- ржания металлов в порошковых смесях, ход концентрационных кри- 1Х относительно изменения объема различен, что связано с изменени-т фазового состава при спекании. Данные рентгенофазового анализа 1Я спеченных образцов этих систем представлены в табл. 6.3. [c.435] ВИДНЫ две точки перегиба. Первый перегиб (3 % Мо) связан с появлением карбида Moj , увеличение содержания которого приводит к ухудшению спекаемости образцов. При содержании Мо 20 % образуется интерметаллид N13Мо, чем, по-видимому, обусловлен второй перегиб. [c.436] Изготовленные сплавы-катализаторы применяли для синтеза поликристаллов карбонадо . После синтеза поликристаллы дробили и вьщеляли фракции 630/500 и 400/315 для проведения прочностных испытаний по ГОСТ 9206-80. Прочность алмазов АРК4 630/500 и 400/315, синтезированных с применением катализаторов системы никель-хром, представлены на рис. 6.5, а синтезированных с применением катализаторов системы (20 % Сг — 80 % Ni) — С — на рис. 6.6. [c.436] Повышение содержания хрома в катализаторе на основе никеля (см. рис. 6.5) приводит к понижению прочности поликристалла, наиболее резкое при 10 и 30 % Сг. В соответствии с диаграммой состояния системы Ni—Сг—С, первой области ( 10 % Сг) соответствует появление карбидов хрома, второй ( 30 % Сг) — появление а-фазы (раствора никеля в хроме). [c.436] Зависимость прочности поликристаллического алмаза при введении углерода в сплав—катализатор 20 % Сг — 80 % Ni, представленная на рис. 6.6, является более сложной. Введение до 3,5 % С в сплав приводит к повышению прочности поликристалла, при дальнейшем повышении содержания углерода в катализаторе прочность поликристаллов уменьшается. [c.436] В сплаве Х20Н80 приводит к снижению адгезионных характеристик расплава к алмазу. Этими двумя факторами и определяется экстремальный характер зависимости прочности карбонадо от содержания углерода в исходном катализаторе Х20Н80. [c.437] Вернуться к основной статье