Kompozyty w układzie TZP-TiC

Abstract

W pracy badano kompozyty w układzie węglik tytanu (TiC) - stabilizowany iterem tetragonalnym polikryształ tlenku cyrkonu $IV (Y-ZrO_{2})$, pod kątem ich otrzymywania i właściwości mechanicznych. Do wytwarzania kompozytów zastosowano metodę syntezy węglika tytanu in-situ z roztworu stałego tlenku tytanu (IV) w stabilizowanym itrem tlenku cyrkonu $(IV) (TiO_{2}-Y_{2}O_{3}-ZrO_{2})$, przeprowadzaną w trakcie obróbki cieplnej w próżni. Skład chemiczny roztworu stałego zmieniono w zakresie od 4 do 18% mol., dla $TiO_{2}$ oraz od 2,1% do 3% mol. w przypadku $Y2O_{3}$. Przebadano proces syntezy pod kątem zróżnicowania fazowego produktu i zaproponowano wyjaśnienie genezy powstawania dwóch różnych faz tlenku cyrkonu o symetrii tetragonalnej. Stwierdzono niekorzystny wpływ pozostałości nieprzereagowanego węgla (substrat realcji syntezy) na proces spiekania kompozytów ziarnistych i opracowano dwuetapową procedurę spiekania, pozwalającą otrzymać gęste polikryształy o korzystny pod kątem właściwości mechanicznych, składzie fazowym. Wykazano, że obecność w roztworze stałym tlenku tytanu wpływa niekorzystnie na odporność na kruche pękanie tworzyw, z powodu jego wpływu na przemienialność tetragonalnej odmiany tlenku cyrkonu. Jednocześnie zaobserwowano korzystny wpływ obecność węglików na podwyższenie zarówno twardości jak i odporności na kruche pękanie kompozytów.