Enhanced B4C-based materials with TiB2 additive  prepared by spark plasma sintering

Editorial Board PCSS Journal; А. Іванушко; Х. Унсал; В. Бабіжецький; О. Заремба; А. Зелінський; Х. Міліянчук; П. Татарко; Р. Гладишевський

doi:10.15330/pcss.27.2.272-278

Автор(и)

А. Іванушко Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
Х. Унсал Інститут неорганічної хімії, Словацька академія наук, Братислава, Словацька Республіка
В. Бабіжецький Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
О. Заремба Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
А. Зелінський Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
Х. Міліянчук Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
П. Татарко Інститут неорганічної хімії, Словацька академія наук, Братислава, Словацька Республіка
Р. Гладишевський Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.27.2.272-278

Ключові слова:

Борокарбід, Іскроплазмове спікання, Рентгенівська порошкова дифракція, Твердість

Анотація

Методом іскроплазмового спікання за максимальної температури 1900°C та тиску 70 МПа синтезовано композитні матеріали B₄C–TiB₂ із суміші вихідних порошків B₄C і TiB₂ (12 мас.%) без та з додатковою обробкою у планетарному кульовому млині. Після синтезу обидна зразки містили фази B₄C і TiB₂, що підтверджено рентгенівською дифракцією та енергодисперсійною рентгенівською спектроскопією. За результатами рентгенівської порошкової дифракції уточнено кристалічну структуру індивідуальних фаз у синтезованих керамічних матеріалах. Методом скануючої електронної мікроскопії досліджено отримані керамічні матеріали і вихідні порошки. Встановлено середній розмір зерен фази TiB₂ в композитному матеріалі та середні розміри частинок вихідних порошків. Методом Віккерса визначено твердість композитних матеріалів B₄C–TiB₂ без та з додатковою обробкою суміші вихідних порошків у планетарному кульовому млині, що становить 38,8 та 41,1 ГПа, відповідно, при відносній густині 99,0 та 99,5 %.

Посилання

I.G. Crouch, Body armour – new materials, new systems, Def. Technol., 15, 241 (2019); https://doi.org/10.1016/j.dt.2019.02.002.

A. K. Suri, C. Subramanian, J. K. Sonber, T. S. R. Ch. Murthy, Synthesis and consolidation of boron carbide: a review, Int. Mater. Rev., 55(1) 4 (2010); https://doi.org/10.1179/095066009X12506721665211

W. S. Rubink, V. Ageh, H. Lide, N. A. Ley, M. L. Young, D. T. Casem, E. J. Faierson, T. W. Scharf, Spark plasma sintering of B4C and B4C–TiB2 composites: deformation and failure mechanisms under quasistatic and dynamic loading, J. Eur. Ceram., Soc. 41(6) 3321 (2021); https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.01.044.

B. Uygun, G. Göller, O. Yücel, F. Çinar Şahin, Production and characterization of boron carbide – titanium diboride ceramics by spark plasma sintering method, Adv. Sci. Technol., 63, 68 (2010); https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AST.63.68.

A. Ivanushko, R. Gladyshevskii, B4C ceramic prepared by spark plasma sintering, Visn. Lviv. Univ. Ser. Khim., 65, 102 (2024); http://dx.doi.org/10.30970/vch.6501.102.

H. Ünsal, S. Grasso, A. Kovalčíková, O. Hanzel, M. Tatarková, I. Dlouhý, P. Tatarko, In-situ graphene platelets formation and its suppression during reactive spark plasma sintering of boron carbide/titanium diboride composites, J. Eur. Ceram. Soc., 41 6281 (2021); https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.06.053.

W. Rasband, ImageJ (Version 1.51), National Institute of Mental Health, Bethesda, Maryland, USA. https://imagej.nih.gov/ij/index.html.

J. Rodriguez Carvajal, Recent Developments of the Program FULLPROF, in Commission on Powder Diffraction (IUCr), Newsletter, 26, 12 (2001); http://journals.iucr.org/iucr-top/comm/cpd/Newsletters/.

P. Villars, K. Cenzual (Eds.), Pearson’s Crystal Data – Crystal Structure Database for Inorganic Compounds, ASM International, Materials Park (OH), (2024/2025); https://www.crystalimpact.com/pcd/.