Композиційні алмазовмісні матеріали алмаз–Fe–Cu–Ni–Sn з прогнозовано стабільними характеристиками

Abstract

За допомогою розробленої математичної моделі та комплексу методів фізичного матеріалознавства встановлено параметри гарячого допресовування алмазовмісних композицій, які дають змогу набувати кращих фізико-механічних властивостей порівняно з композитами, виготовленими за промисловими технологіями. Доведено, що механізм поліпшення структури перехідної зони алмаз−матриця та властивостей композитів алмаз−51% Fe–32% Cu–9% Ni–8% Sn полягає у дифузії атомів вуглецю, утворених за графітизації алмазів на етапі вільного спікання композицій, в кристалічну решітку α-Fe під час їх гарячого допресовування за тиску ≥200 МPа впродовж ≥3 min.

С помощью разработанной математической модели и комплекса методов физического материаловедения установлены параметры горячей допрессовки алмазосодержащих систем, которые позволяют получать лучшие показатели физико-механических свойств композиций в сравнении с изготовленными по промышленным технологиям. Обосновано, что механизм улучшения структуры переходной зоны алмаз−матрица и свойств композиций алмаз−51% Fe–32% Cu–9% Ni–8% Sn заключается в диффузии атомов углерода, образованных при графитизации алмазов на этапе свободного спекания композиций, в кристаллическую решетку α-Fe во время их горячей допрессовки при давлении ≥200 МPа продолжительностью ≥3 min.

Parameters of the hot-pressure technology of the diamond composite materilas (DCM) were established using the mathematical model and a complex of the physical material science methods that allow the DCM production with high physical and mechanical properties as compared to industrial DCM. It was demonstrated that the mechanism of transitional zone of diamond-matrix formation and improvement of the DCM properties of the composition diamond–51% Fe–32% Cu–9% Ni–8% Sn at pressure ≥200 MPa and holding time ≥3 min is realized under diffusion of carbon atoms formed in diamonds graphitization at the stage of free sintering of the composition into α-Fe crystal lattice.