Вплив міжфазної границі «алмаз – металева зв’язка» на коефіцієнт термічного розширення та зносостійкість електроспечених КАМ

Abstract

Розроблено мікромеханічну модель композиту з недосконалим контактом фаз, яка враховує вплив ступеню недосконалості міжфазної границі “алмаз-металева зв’язка” на коефіцієнт термічного розширення (КТР) та зносостійкість алмазовмісного композиту (КАМ). Міжфазна границя моделюється відповідними контактними умовами на поверхні розділу, а пружно-механічні константи матеріалів фаз визначаються дослідним шляхом або з теоретичних моделей нижчого рівня. Отримані теоретичні дані експериментально підтверджені для зразків електроспечених КАМ на зв’язці NiSn(6%) з включеннями синтетичних алмазів з різними типами покритів та без. Модель дозволяє якісно оцінити вплив контактної пружності міжфазної границі та розміру включень на КТР. Встановлено, що механічне нанесення хрому на алмазні зерна сприяє підвищенню КТР та зносостійкості КАМ даного класу, за рахунок більш якісного міжфазного зв’язку.

Разработана микромеханическая модель композита с несовершенным контактом фаз, учитывающая влияние степени несовершенности межфазной границы «алмаз – металлическая связка» на коэффициент термического расширения (КТР) и износостойкость алмазосодержащего композита (КАМ). Межфазная граница моделируется соответствующими контактными условиями на поверхности раздела, а упруго-механические константы материалов фаз определяются опытным путем либо из теоретических моделей низшего уровня. Полученные теоретические данные экспериментально подтверждены для образцов електроспеченных КАМ на связке NiSn (6%) с включениями синтетических алмазов с различными типами покрытий и без. Модель позволяет качественно оценить влияние контактной упругости межфазной границы и размера включений на КТР. Установлено, что механическое нанесение хрома на алмазные зерна способствует повышению КТР и износостойкости КАМ данного класса за счет более качественного межфазного контакта.

The micromechanical model of a composite with an imperfect interface is developed. It considers the effect of the degree of imperfection of the diamond-metal interface on the coefficient of thermal expansion (CTE) and wear resistance of the diamond composite. The interphase boundary is modeled by the corresponding contact conditions at the interface and the elastic-mechanical constants of the phase materials are determined experimentally or from theoretical models of the lowest level. The obtained theoretical data were experimentally confirmed for the samples of composites produced by electrosintering method on a NiSn(6%) bond with inclusions of synthetic diamonds with different types of coatings and without coating. This model can evaluate the effect of the contact elasticity of the interface and the size of the inclusions on the CTE. It exhibits that the mechanical covering of chromium to diamond grains leads to an increase of CTE and wear resistance of diamond composites of this class, due to a better interfacial contact.