Попов О. Ю. Формування структури та коефіцієнт тріщиностійкості композиційних керамічних матеріалів з ультрадисперсними включеннями вуглецю.

Проведене комплексне експериментальне дослідження гарячепресованих матеріалів системи ТіВ2-ТіС- В4С при температурі 21000С та тискові 30 МПа. Показано, що гаряче пресування порошків ТіС та В4С в строго визначеному атомному співвідношенні (2:1) в інтервалі температур 18000С?Т?21500С під тиском 20 - 40 МПа призводить до формування нової фази ТіВ2 із включенням до її складу ультрадисперсних кластерів вуглецю. Формування структури ТіВ2 - С пояснене протіканням процесу квазіевтектичного плавлення компонент системи ТіС - В4С в локальних місцях їх контакту, яке супроводжується хімічною реакцією утворення бориду титану в рідкому сильно переохолодженому стані, що призводить до наступної надшвидкої кристалізації цієї сполуки із включенням до її складу кластерів вуглецю. Розроблено загальний підхід до прогнозування коефіцієнту тріщиностійкості та енергії руйнування матричних композитів із урахуванням геометрії фронту тріщини, а саме можливості прогину фронту між місцями затримки, за допомогою якого показано, що як низькомодульні включення (які відіграють роль пор, затуплюючи вістря тріщини), так і включення із вищим ніж у матриці модулем Юнга можуть зміцнювати матеріал. Причому оптимальний розмір низькомодульного включення (або пори) має бути меншим, а високомодульного - більшим за розмір зерна матриці.