Журнал неорганической химии, 2022, T. 67, № 8, стр. 1194-1198

Синтез, структура и фазовый состав высокоэнтропийной керамики (HfTiCN)-TiB2

Н. С. Евсеев a*, А. Е. Матвеев a, П. Ю. Никитин a

a Национальный исследовательский Томский государственный университет
634050 Томск, пр-т Ленина, 36, Россия

* E-mail: evseevns@gmail.com

Поступила в редакцию 15.12.2021
После доработки 05.03.2022
Принята к публикации 10.03.2022

Аннотация

Исследован фазовый состав и структура композиционного керамического материала (HfTiCN)-TiB2, полученного на основе высокоэнтропийной системы Hf–Ti–C–N–B в режиме сопряженного самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС, горения). Количественная оценка с помощью метода Ритвельда показала, что содержание фазы HfTiCN в продуктах горения составляет 40 мас. %, а содержание фазы TiB2 – 60 мас. %. Установлено, что структура СВС-материалов состоит из частиц и агломератов HfTiCN, распределенных в матрице TiB2. Средний размер частиц TiB2 и HfTiCN составляет 6.1 и 3.3 мкм соответственно. Предложен вероятный механизм образования композиционного материала (HfTiCN)-TiB2 в режиме сопряженного самораспространяющегося высокотемпературного синтеза системы Hf–Ti–C–N–B. Представленные результаты свидетельствуют о принципиальной возможности получения методом СВС композиционного керамического материала (HfTiCN)-TiB2.

Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, композиционные материалы, высокоэнтропийная керамика, диборид титана, фазовый состав, структура

Список литературы

  1. Cantor B., Chang I.T.H., Knight P., Vincent A.J.B. // Mater. Sci. Eng. A. 2004. V. 375. P. 213. https://doi.org/10.1016/j.msea.2003.10.257

  2. Yeh J.W., Chen S.-K., Lin S.-J. et al. // Adv. Eng. Mater. 2004. V. 6. № 5. P. 299. https://doi.org/10.1002/adem.200300567

  3. Yang X., Zhang Y., Liaw P.K. // Proc. Eng. 2012. V. 36. P. 292. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.03.043

  4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.: Высш. школа, 1981. 679 с.

  5. Wang X.F., Zhang Y., Qiao Y., Chen G.L. // Intermetallics. 2007. V. 15. № 3. P. 357. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2006.08.005

  6. Денисов Г.В. // Журн. неорган. химии. 2013. Т. 58. № 2. С. 168. [Denisov G.V. // Russ. J. Inorg. Chem. 2013. V. 58. № 2. P. 134. https://doi.org/10.1134/S0036023613020034]

  7. Gild J., Zhang Y., Harrington T. et al. // Scientific Reports. 2016. V. 6. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1038/srep37946

  8. Matveev A., Zhukov I., Ziatdinov M. et al. // Materials. 2020. V. 13. № 5. P. 1050. https://doi.org/10.3390/ma13051050

  9. Matveev A., Nikitin P., Zhukov I. et al. // Ceram. Int. 2021. V. 47. № 15. P. 21140. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.04.117

  10. Evseev N., Nikitin P., Ziatdinov M. et al. // Materials. 2021. V. 14. P. 5482. https://doi.org/10.3390/ma14195482

  11. Evseev N., Ziatdinov M., Romandin V. et al. // Processes. 2020. V. 8. № 9. P. 1056. https://doi.org/10.3390/pr8091056

  12. Zaytsev A.A., Borovinskaya I.P., Vershinnikovet V.I. et al. // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2015. V. 50. P. 146. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2014.12.008

  13. Golla B.R., Mukhopadhyay A., Basu B. et al. // Prog. Mater Sci. 2020. V. 111. P. 100651. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2020.100651

  14. Амосов А.П., Титова Ю.В., Майдан Д.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 10. С. 1282. [Amosov A.P., Titova Y.V., Maidan D.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2016. V. 61. № 10. P. 1225. https://doi.org/10.1134/S0036023616100028]

  15. Faraji M., Adeli M., Soltanieh M. // Ceram. Int. 2021. V. 47. № 2. P. 2822. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.09.136

  16. Romero A., Rodríguez G.P., Marjaliza E. // J. Alloys Compd. 2022. V. 891. P. 161876. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161876

  17. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Sevastyanov D.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2016. V. 61. № 13. P. 1649. https://doi.org/10.1134/S0036023616130039

  18. Matveev A., Promakhov V., Schultz N. et al. // Materials. 2021. V. 14. № 20. P. 5914. https://doi.org/10.3390/ma14205914

  19. Чижиков А.П., Константинов А.С., Бажин П.М. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 8. С. 1002. [Chizhikov A.P., Konstantinov A.S., Bazhin P.M. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 8. P. 1115. https://doi.org/10.1134/S0036023621080039]

  20. Pazniak A., Bazhin P., Shchetinin I. et al. // Ceram. Int. 2019. V. 45. № 2. P. 2020. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.10.101

  21. Zhukov I.A, Promakhov V.V., Matveev A.E. et al. // Russ. Phys. J. 2018. V. 60. P. 2025. https://doi.org/10.1007/s11182-018-1319-4

  22. Matveev A., Zhukov I., Ziatdinov M. et al. // Materials. 2020. V. 13. № 5. P. 1050. https://doi.org/10.3390/ma13051050

  23. Ковалев Д.Ю., Лугинина М.А., Вадченко С.Г. // Журн. неорган. химии. 2017. Т. 62. № 12. С. 1635. [Kovalev D.Y., Luginina M.A., Vadchenko S.G. // Russ. J. Inorg. Chem. 2017. V. 62. № 12. P. 1638. https://doi.org/10.1134/S0036023617120117]

  24. Nikitin P.Yu., Zhukov I.A., Matveev A.E. et al. // Ceram. Int. 2020. V. 46. № 14. P. 22733. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.06.039

  25. Nikitin P.Y., Matveev A.E., Zhukov I.A. // Ceram. Int. 2021. V. 47. № 15. P. 21698. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.04.183

  26. Никитин П.Ю., Жуков И.А., Болдин М.С. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 8. С. 1150. [Nikitin P.Y., Zhukov I.A., Boldin M.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. P. 1252. https://doi.org/10.1134/S0036023621080167]

  27. Kashaev N., Ventzke V., Stepanov N. et al. // Intermetallics. 2018. V. 96. P. 63. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2018.02.014

  28. Санин В.Н., Юхвид В.И., Икорников Д.М. и др. // Докл. АН. 2016. Т. 470. № 4. С. 421. [Sanin V.N., Yukhvid V.I., Ikornikov D.M. et al. // Dokl. Phys. Chem. 2016. V. 470. № 2. P. 145. https://doi.org/10.1134/S001250161610002X]

  29. Akhachinskij V.V., Chirin N.A. // Symposium on the thermodynamics of nuclear materials. Vienna, 1975. V. 2. P. 467.

  30. Vrel D.L., Lihrmann J.M., Petitet J.P. // J. Chem. Eng. Data. 1995. V. 40. № 1. P. 280. https://doi.org/10.1021/je00017a062

Дополнительные материалы отсутствуют.