Technological conditions of diffusive boride coating formation on silicon carbide and molybdenum disilicide

Abstract

Описано основні напрями формування дифузійного боридного покриття на реакційно-спеченому карбіді кремнію та дисиліциді молібдену. Досліджено та проаналізовано технологічні умови борування неметалевих керамічних матеріалів залежно від концентрації аморфного бору в порошковій суміші. Встановлено, що підвищити швидкість процесу насичення карбіду кремнію та дисиліциду молібдену бором можна шляхом введення активуючих добавок фторидів натрію й алюмінію. На основі проведених досліджень запропоновано оптимальні умови вибору концентрації активуючих добавок, які забезпечують високу швидкість насичення й покращують експлуатаційні параметри виробів. Також встановлено, що для інтенсифікації процесу борування реакційно-спечених керамічних матеріалів у насичувальне середовище необхідно вводити активуючу добавку гідрид титану. Якісне оцінювання швидкості утворення боридної фази на реакційно-спеченій кераміці залежить від активності бору на фазовій межі. Термодинамічна активність бору при температурі насичення велика, що забезпечує високу швидкість борування зразків кераміки та утворення товстого шару гексабориду кремнію на поверхні матеріалу. Дифузійне насичення металів і сплавів у водневих середовищах забезпечує високу швидкість насичення та добру якість оброблюваної поверхні. Результати проведених досліджень показали, що насичувальна здатність боридної суміші істотно зростає при введенні в неї фтористого натрію та гідриду титану. Встановлено, що найкраща насичувальна здатність боридної суміші досягається при використанні 3 % фтористого натрію і 7% гідриду титану, про що свідчать величини питомого приросту маси зразків реакційно-спеченого карбіду кремнію та дисиліциду молібдену.

Basic directions of the diffusive boride coating formation on reaction-sintered silicon carbide and molybdenum disilicide are described. Technological conditions of non-metal ceramic materials boriding depending on the consideration of the amorphous boron concentration in the powder mixture are investigated and analyzed. It is determined that it is possible to speed up the rate of saturation process of the silicon carbide and molybdenum disilicide with boron by introducing sodium and aluminum fluorides as activating agents. Based on the carried out researches, optimal conditions for choosing the concentration of activating agents providing high saturation speed and improve operational parameters of the products are offered. It is also defined that to stimulate the process of boriding reaction-sintered ceramic materials, titanium hydride should be introduced into the saturated environment as the activating agent. Diffusion saturation of metals and alloys in hydrogen environment provides high saturation rate and good quality of the treated surface. The results of the carried out investigations prove that the saturation ability of the boride mixture increases significantly by introducing sodium fluoride and titanium hydride into it.