Numerical determination of thermoelectric parameters for two-stage sintering of cBN–Al system samples in a high-pressure cubic cell

Editorial Board PCSS Journal; Олексій Людвіченко; Олександр Лєщук; Олександр Анісін; Микола Беженар

doi:10.15330/pcss.26.4.875-881

Автор(и)

Олексій Людвіченко Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
Олександр Лєщук Bakul Institute for Superhard Materials of the National Academy of Sciences of Ukraine
Олександр Анісін Bakul Institute for Superhard Materials of the National Academy of Sciences of Ukraine
Микола Беженар

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.26.4.875-881

Ключові слова:

полікристалічний кубічний нітрид бору (PCBN), апарат високого тиску (АВТ), тепловий стан, моделювання

Анотація

Проведено попереднє чисельне моделювання зв’язаних електричних і теплових полів в шестипуансонному АВТ за реакційного спікання масивних зразків PCBN. Передбачалося, що спікання надтвердого композита здійснюється із шихти сBN–Al. Для вирішення стаціонарної задачі електро- і теплопровідності скористались методом скінченних елементів. Провідні властивості матеріалів комірки були відкориговані таким чином, щоб відповідати умовам її термобаричного навантаження. Отримані результати дозволяють визначати рівень термоелектричних параметрів двостадійного реакційного спікання і оцінювати вплив зміни провідних властивостей комірки на тепловий стан зразків PCBN.

Посилання

N.V. Novikov (Ed.), Tools made from superhard materials (Mashinostroenie, 2005).

M.P Bezhenar, S.A. Bozhko, T.O. Harbuz, & S.M. Konoval, Composites of cubic boron nitride strengthened by refractory borides, Rock Destruction and Metal-Working Tools – Techniques and Technology of the Tool Production and Applications, ISM im. V.N. Bakulia, NAN Ukrainy, 12, 223 (2009).

S.M. Konoval, T.O. Harbuz, M.P. Bezhenar, S.A. Bozhko, P.A. Nahornyi, N.M. Biliavyna, & V.Ya. Markiv, Reactive sintering of cubic boron nitride with aluminum and refractory compounds at high pressure, Ibid, 235 (2009).

N.V. Novikov (Ed.), Synthesis, sintering and properties of superhard materials: coll. sci. Papers, (ISM im. V.N. Bakulia NAN Ukrainy, 2005).

N.V. Novikov, Synthetic superhard materials: in 3 vol. Vol. 1: Synthesis of superhard materials, (Nauk. dumka, 1986).

O. Lyeshchuk, Computational modeling of superhard materials synthesis, Comp. Mater. Sci., 49 (1S), S85 (2010); https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2010.01.047.

R. Li, G. Zheng, Y. Liu, M. Wang, P. Chen, M. Chen, & Q. Zhang, Finite element design of a temperature field for high-pressure diamond synthesis, Diam. Relat. Mater., 69, 133 (2016); https://doi:10.1016/j.jcrysgro.2017.12.021.

Y. Li, C. Wang, N. Chen, L. Chen, L. Guo, X. Jia, & H. Ma, Significant improvement of multi-seed method of diamond synthesis by adjusting the lateral cooling water temperature, Cryst. Eng. Comm., 19, 6681 (2017); https://doi.org/10.1039/c7ce01685a.

T.S. Panasyuk, O.O. Lyeshchuk, V.V. Lusakovs’kyi, V.A. Kalenchuk, & O.O. Zanevs’kyi, Modeling of temperature fields in the growth volume of the high-pressure cell of the six-punch high pressure apparatus in growing of diamond crystals by T-gradient method, J. Superhard Mater., 39 (6), 390 (2017); https://doi.org/10.3103/s1063457617060028.

R. Li, M. Ding, & T. Shi, Finite element design for the HPHT synthesis of diamond, J. Cryst. Growth, 491, 111 (2018); https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2017.12.021.

V.A. Dutka, A.L. Maystrenko, O.I. Borymskyi, V.G. Kulich, & T.O. Kosenchuk, Modeling the temperature field in a high-pressure apparatus during the sintering of large-sized products based on boron carbide, J. Superhard Mater., 42 (4), 240 (2020); https://doi:10.3103/s1063457620040048.

O.P. Liudvichenko, O.O. Lyeshchuk, & І.A. Petrusha, Effect of the concentration of components and the size of heaters on the thermal state of a high-pressure cell to study the solubility of gallium nitride in iron, Ibid, 45 (2), 83 (2023); https://doi:10.3103/s1063457623020077.

W. Chen, & D.L Decker, Pressure dependence of the thermal conductivity of pyrophyllite to 40 kbar. J. Appl. Phys., 71 (6), 2624 (1992); https://doi:10.1063/1.351056.

O.V. Savytskyi & V.V. Lysakovskyi, Electrical conductivity of resistive heating graphite parts made by pressing, Rock Destruction and Metal-Working Tools – Techniques and Technology of the Tool Production and Applications, ISM im. V.N. Bakulia, NAN Ukrainy, 21, 295 (2018); http://jnas.nbuv.gov.ua/article/UJRN-0001084522.

E. Solfiti & F.Berto, A review on thermophysical properties of flexible graphite. Procedia Struct. Integrity, 26, 187 (2020); https://doi:10.1016/j.prostr.2020.06.022.