СВС-экструзия керамических материалов на основе боридов титана с использованием модифицирующих наноразмерных частиц нитридов алюминия и кремния

Работа посвящена экспериментальному исследованию влияния наноразмерных частиц нитридов алюминия и кремния на процессы фазо-, структурообразования и формования керамических СВС-материалов на основе боридов титана, в условиях процесса СВС-экструзии, а также изучению практического применения полученных материалов в качестве электродов для нанесения защитных покрытий методом электроискрового легирования на металлические поверхности. Изучено влияние введения в исходную шихту систем Ti–B и Ti–B–Fe наноразмерных частиц нитридов алюминия и кремния, полученных по азидной технологии СВС, на характеристики горения (температуру и скорость горения) в зависимости от массового соотношения исходных компонентов. Методом времяразрешающей рентгеновской дифракции установлены механизмы фазообразования при проведении СВС для систем на основе Ti–B и Ti–B–Fe с добавлением наноразмерных частиц нитридов алюминия и кремния. Методом СВС-экструзии разработаны и получены длинномерные стержни из материалов на основе боридов титана при использовании наноразмерных частиц нитридов алюминия и кремния. Исследовано влияние наноразмерных частиц нитридов алюминия и кремния на структуру, фазовый состав и физико-механические свойства материалов, полученных методом СВС-экструзии. я. Установлено, что введение в исходную шихту состава Ti – B наноразмерных частиц нитридов алюминия и кремния при СВС-экструзии приводит к измельчению структурных составляющих в экструдированных материалах до 10 раз, повышению их микротвердости до 2,5 раз, твердости до 1,5 раза по сравнению с материалами, полученными без введения наночастиц. Изучены закономерности формирования легированного слоя в процессе ЭИЛ, с использованием полученных СВС-электродных материалов с добавлением наноразмерных частиц нитрида алюминия. Выявлены различия механических и трибологических свойств покрытий, полученных СВС-электродными материалами, модифицированными и немодифицированными наноразмерными частицами нитрида алюминия, показана перспективность применения. Установлено, что у покрытий, полученных СВС-электродами состава Ti–B–Fe с 5 масс.% AlN, повышается микротвердость поверхности подложки в 3,5 - 4 раза (до 900 HV), что в 1,5 раза выше, чем для покрытий, полученных немодифицированными электродами той же системы, а также повышается их износостойкость до 8 раз. Установлено, что участок приработки покрытий, нанесенных модифицированными СВС-электродами, сокращается до 2,3 раза в сравнении с покрытиями, нанесенными немодифицированным СВС-электродом и сокращается до 3 раз по сравнению с подложкой без покрытия.