ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР......................................................................... 17
1.1. Дибориды циркония и гафния: кристаллическая структура, некоторые
свойства и области применения ............................................................................... 17
1.2. Структура и свойства боридов вольфрама..................................................... 20
1.3. Методы формирования монолитной керамики и плотных керамических
покрытий на основе боридов циркония, гафния, вольфрама ................................ 22
1.3.1. Формирование монолитной керамики: горячее прессование................ 22
1.3.2. Формирование монолитной керамики: электроискровое спекание...... 26
1.4. Метод формирования керамических материалов и покрытий с участием
жидкой фазы............................................................................................................... 28
1.5. Компоненты для формирования промежуточной жидкой фазы при
спекании керамики на основе боридов циркония, гафния и вольфрама.............. 34
1.5.1. Хром как компонент, образующий промежуточную жидкую фазу в
системах MB2-SiC (M = Zr, Hf).............................................................................. 34
1.5.2. Иридий как компонент, образующий промежуточную жидкую фазу в
системе W-B ............................................................................................................ 39
1.6. Заключение........................................................................................................ 45
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.......................................................... 46
2.1. Исходные вещества .......................................................................................... 46
2.2. Методики экспериментов ................................................................................ 47
2.2.1. Приготовление порошковых смесей MB2-SiC-Cr (M = Zr, Hf) ............. 47
2.2.2. Приготовление порошковых смесей иридия и W2B............................... 49
2.2.3. Подготовка и термообработка контактных пар W2B/Ir.......................... 50
2.3. Формирование покрытий на основе боридов тугоплавких металлов,
содержащих хром или иридий, на углеродных материалах.................................. 56
2.3.1. Формирование покрытий HfB2-Si-Cr на графитовой подложке............ 56
2.3.2. Формирование иридий-вольфрам-бор-содержащих покрытий на
силицированных C/C композиционных материалах........................................... 57
2.4. Исследование окислительной стойкости керамики...................................... 59
2.4.1. Керамика на основе MB2-SiC-Cr (M = Zr, Hf)......................................... 59
3
2.4.2. Исследование абляционной стойкости иридий-вольфрам-борсодержащих покрытий на силицированных
С/C композиционных материалах......................................................................... 60
2.5. Физико-химические методы исследования ................................................... 61
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ MB2-SiC (M = Zr, Hf)
КЕРАМИКИ С УЧАСТИЕМ ЖИДКОЙ ФАЗЫ ........................................................ 63
3.1. Система ZrB2-SiC-Cr ........................................................................................ 63
3.1.1. Характеризация смесей ZrB2-SiC-Cr, используемых для получения
керамики .................................................................................................................. 63
3.1.2. Поведение системы ZrB2-SiC-Cr при термообработке........................... 67
3.1.3. Процессы, протекающие при термообработке системы ZrB2-SiC-Cr... 72
3.2. Система HfB2-SiC-Cr........................................................................................ 73
3.2.1. Характеризация смесей HfB2-SiC-Cr, используемых для получения
керамики .................................................................................................................. 73
3.2.2. Поведение системы HfB2-SiC-Cr при термообработке .......................... 77
3.2.3. Процессы, протекающие при термообработке системы HfB2-SiC-Cr.. 81
3.3. Выводы по главе 3............................................................................................... 83
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СИСТЕМЕ Ir-W2B................. 84
4.1. Характеризация используемых порошков W2B и Ir ..................................... 84
4.2. Поведение системы W2B – Ir при термообработке ....................................... 88
4.2.1. Взаимодействие между иридием и боридом дивольфрама в
порошковых смесях ................................................................................................ 88
4.2.2. Взаимодействие между иридием и боридом дивольфрама в контактных
парах .................................................................................................................... 100
4.3. Выводы по главе 4............................................................................................. 107
Глава 5. ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ДИБОРИДА ГАФНИЯ И БОРИДА
ВОЛЬФРАМА, ПОЛУЧЕННЫЕ С УЧАСТИЕМ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЖИДКОЙ
ФАЗЫ ....................................................................................................................... 108
5.1. Формирование и характеризация покрытий HfB2-SiC-Cr на графитовой
подложке ................................................................................................................... 108
5.2. Формирование и характеризация комплексного (W, Ir, Si, B)-содержащего
покрытия на силицированных С/С композиционных материалах ..................... 114
5.3. Заключение по главе 5 ................................................................................... 119
4
ГЛАВА 6. ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ КЕРАМИЧЕСКИХ
МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ БОРИДОВ ЦИРКОНИЯ, ГАФНИЯ И
ВОЛЬФРАМА, ПОЛУЧЕННЫХ С УЧАСТИЕМ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЖИДКОЙ
ФАЗЫ .................................................................................................................... 120
6.1. Исследование окислительной устойчивости монолитной MB2-SiC-Cr
керамики (M = Zr, Hf).............................................................................................. 120
6.1.1. Микроструктура, морфология частиц и фазовый состав поверхности
окисленной керамики MB2-SiC (M = Zr, Hf)...................................................... 120
6.1.2. Микроструктура, морфология частиц и фазовый состав окисленной
керамики MB2-SiC-Cr с малым содержанием хрома к
карбиду кремния (1:2 – 1:1) ................................................................................. 124
6.1.3. Микроструктура, морфология частиц и фазовый состав поверхности
окисленной керамики MB2-SiC-Cr с большим содержанием хрома к
карбиду кремния (3:2 – 2:1) ................................................................................ 128
6.1.4. Количественная оценка окислительной устойчивости образцов........ 132
6.2. Исследование абляционной устойчивости С/С композиционного
материала с (W, Ir, Si, B) покрытием ..................................................................... 134
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 138
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................... 141
