Preparation of Zirconium Carbide-Based Refractory Ceramics by Direct Zirconium Carburization

Issue number 2 from 01.02.2023

Прямой карбидизацией циркониевого проката в атмосфере смеси газообразных аргона и этилена синтезирован компактный образец стехиометрического карбида циркония ZrC заданной формы. Формирование керамики происходит в результате взаимодействия металла с газообразным этиленом и при поглощении углерода, образующегося на реакционной поверхности при пиролизе С₂Н₆. Охарактеризована субструктура керамики, дана оценка механических и проводящих свойств ZrC.

56 0

Kinetics of High-Temperature Nitridation of Zr–Nb Solid Solutions

Issue number 3 from 01.03.2023

Определены кинетические закономерности образования нитридов сплавов Zr–Nb (содержание Nb 0.1, 2.5 и 5 мас. %) при температуре 1900°C. Процесс азотирования характеризуется двухстадийностью, где обе стадии описываются экспоненциальным законом. Скорость химической реакции на второй стадии значительно меньше, чем на первой. Охарактеризован состав формирующихся гетероструктур Zr_1–хNb_хN–ZrN_1–n/β-твердый раствор циркония в ниобии–Zr_1–хNb_хN, установлена последовательность нитридизации компонентов исходного сплава. На первой стадии процесса происходят образование α-твердого раствора азота в Zr и его переход в нестехиометрический нитрид. Кинетическая зависимость на второй стадии описывает нитридизацию фазы β-Nb, образовавшейся при распаде твердого раствора Zr⟨Nb⟩. Показано, что продолжительность второй стадии процесса определяется количеством ниобия в исходном твердом растворе. Экспериментально подтверждена возможность создания однофазной керамики с активными добавками нитридизацией сплавов Zr–М в одностадийном процессе с сохранением исходной формы металлической заготовки.

53 0

Microstructure and Impact Toughness of Acicular Ferrite in Low Alloy Steel Weld Joints from Results of Multiple Impact Bending Tests

Issue number 4 from 01.04.2023

Путем анализа результатов испытания на ударный изгиб большого количества образцов исследовано разрушение металла сварного шва, преимущественно состоящего из игольчатого феррита. Исследованный металл обладает очень широким интервалом вязко-хрупкого перехода, начинающимся при +20 и заканчивающимся ниже –60°C. В пределах исследованных температур наблюдаются 3 стабильных уровня ударной вязкости, переходы между которыми с понижением температуры определяют рассеяние работы разрушения образцов. Фрактографически вязко-хрупкий переход осуществляется за счет однократного изменения с вязкого механизма разрушения на скол. Зарождение трещин скола происходит на крупных зернах игольчатого феррита, различное взаиморасположение которых в очаге скола определяет уровень ударной вязкости образца. Путем сопоставления динамических кривых разрушения и макростроения излома показано, что трещины скола зарождаются в вершине стабильно растущей вязкой трещины. При этом на изломах можно выделить отдельные события скола, наблюдаемые на динамической кривой.

38 0

Preparation and Properties of Transparent Scandium Oxide-Modified Nd:YAG Ceramics

Issue number 5 from 01.05.2023

В работе изучено влияние модифицирующей добавки Sc₂O₃ на формирование однофазных слабоагломерированных нанопорошков активированного иттрий-алюминиевого граната лазерного состава Y_2.97Nd_0.03ScAl₄O₁₂ (ИСАГ:Nd), а также на закономерности спекания из модифицированных порошков прозрачной керамики, ее микроструктуру и свойства. Карбонатные порошки-прекурсоры с удельной поверхностью 285 м²/г, синтезированные методом количественного совместного химического осаждения катионов металлов из водного раствора солей соляной кислоты в присутствии высокомолекулярных поверхностно-активных соединений, изучены методами высокотемпературной рентгеновской дифрактометрии. Впервые показано, что структура ИСАГ:Nd в процессе термического разложения карбонатного прекурсора формируется в интервале 850–1000°C в виде метастабильного нестехиометрического кубического алюмината (Y,Nd)Sc_xAl_1–xO₃ с гранатоподобной структурой, который при 1100–1150°C после взаимодействия со сформировавшимся в результате разложения прекурсора Al₂O₃ превращается в ИСАГ:Nd. Из синтезированных слабоагломерированных нано- и субмикронных порошков сферической формы с контролируемым устойчивым размером частиц в диапазоне 100–200 нм вакуумным спеканием получена прозрачная керамика со средним размером зерна 3 мкм и высоким светопропусканием (до 78%) в видимой области спектра.

33 0