Effect of Mechanical Vibrations on Microstructure of Single and Ceramic Composites during Growing from Melt

The effect of mechanical vibration with 50 Hz frequency on the formation of microstructure and chemical composition of single crystals of lanthanum hexaboride and reinforced ceramic composites of LaB6–ZrB2 during crystallization from the melt and subsequent heat treatment was investigated. It was found that the mechanical vibrations affect the crystallization and lead to the equalization of the concentration profile of the distribution of atoms in front of the crystal growth, alter the shape and size of the melt zone and increase structural heterogeneity. Methods of optical microscopy, X-ray texture diffractometry, microanalysis and X-ray analysis show that as a result of mechanical vibrations changing the number, size and shape of the transition metal diboride fibers during directional solidification of eutectic alloy LaB6–ZrB2 occurs. Disorientation matrix and reinforcing phases relative to crystallographic growth direction, given by the seed crystal, which leads to poor monocrystallinity sample, appear. Increasing of the defect structure reduces the lattice period and density of lanthanum hexaboride and ceramic composite system LaB6–ZrB2

Publication year: 
2013
Issue: 
6
УДК: 
669.018.95:539.4.015:665.3:621.762.5
С. 65–72., Іл. 8. Табл. 2. Бібліогр.: 11 назв.
References: 

1. Керамічні катодні вузли для електронно-променевих приладів / П.І. Лобода, В.Я Шлюко, Ю.І. Богомол та ін. // Труды Междунар. конф. “Передовая керамика — третьему тысячелетию”. — К., 2002. — С.142.
2. I.M. Low et al., MAX phases and ultra-high temperature ceramics for extreme environments. IGI Global, 2013, 299 p.
3. Лобода П.И. Зонная плавка порошковых тугоплавких материалов // Проблемы специальной металлургии. — 1999. — № 2. — С. 59—714.
4. Структура і властивості надтвердих матеріалів на основі псевдобінарних систем боридів, отриманих методом зонної плавки / П.І. Лобода, Ю.І Богомол, М.О. Сисоєв, Г.П. Кисла // Сверхтвердые материалы. — 2006. — № 5. — С. 30—34.
5. Вплив ультразвукової та термічної обробки на структурну досконалість монокристалів LaB6 / Г.П. Кисла, Ю.І. Богомол, О.П. Карасєвська, І.Ю. Криклива // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. — 2008. — № 5. — С. 67—72.
6. Лобода П.І. Фізико-хімічні основи створення нових боридних матеріалів для електронної техніки і розробка керамічних катодних вузлів з підвищеною ефективністю: Дис. ... док. техн. наук: 05.16.06. — К., 2004. — 212 с.
7. C. Chen et al., “Oriented structure and crystallography of directionally solidified LaB6—ZrB2 eutectic”, J. Amer. Ceramic Soc., vol. 81, pp. 237—240, 1998.
8. Інтенсифікація процесів лазерного спікання композиційних матеріалів енергією ультразвукових коливань / В.В. Джемелінський, Л.Ф. Головко, О.О. Гончарук, О.Д. Кагляк // Вібрації в техніці та технологіях. — 2009. — № 3. — С. 63—65.
9. Вплив кристалографічної орієнтації матриці і діаметра стрижнів на властивості спрямовано-закристалізованих евтектичних сплавів / П.І. Лобода, Г.П. Кисла, Ю.І. Богомол, М.О. Сисоєв // Металлофизика и новейшие технологии. — 2006. — 28 [спец. вып]. — С. 147—155.
10. Взаимодействие в системе LaB6—ZrB2 / С.С. Ордоньян, Ю.Б. Падерно, И.К. Хорошилова и др. // Порошковая металлургия. — 1983. — № 11. — С. 87—90.
11. Рентгеновские исследования боридов лантана / Н.Н. Журавлев, Р.М. Манелис, А.А. Грамм и др. // Там же. — 1967. — № 2. — С. 95—101.
12. Абрамов О.В. Кристаллизация металлов в ультразвуковом поле. — М.: Металлургия, 1972. — 256 с.

References [transliteration]: 

1. Keramichni katodni vuzly dli͡a elektronno-promenevykh pryladiv / P.I. Loboda, V.I͡a Shli͡uko, I͡u.I. Bohomol ta in. // rudy Mezhdunar. konf. “Peredovai͡a keramika – tret'emu tysi͡acheletii͡u”. – K., 2002. – S. 142.
2. I.M. Low et al., MAX phases and ultra-high temperature ceramics for extreme environments. IGI Global, 2013, 299 p.
3. Loboda P.I. Zonnai͡a plavka poroshkovykh tugoplavkikh materialov // Problemy spet͡sial'noĭ metallurgii. – 1999. – # 2. – S. 59–714.
4. Struktura i vlastyvosti nadtverdykh materialiv na osnovi psevdobinarnykh system borydiv, otrymanykh metodom zonnoï plavky / P.I.Loboda, I͡u.I Bohomol, M.O. Sysoi͡ev, H.P. Kysla // Sverkhtverdye materialy. – 2006. – # 5. – S. 30–34.
5. Vplyv ul′trazvukovoï ta termichnoï obrobky na strukturnu doskonalist′ monokrystaliv LaB6 / H.P.Kysla, I͡u.I.Bohomol, O.P.Karasi͡evs′ka, I.I͡u. Kryklyva // Naukovi visti NTUU “KPI”. – 2008. – # 5. – S. 67–72.
6. Loboda P.I. Fizyko-khimichni osnovy stvorenni͡a novykh borydnykh materialiv dli͡a elektronnoï tekhniky i rozrobka keramichnykh katodnykh vuzliv z pidvyshchenoi͡u efektyvnisti͡u: Dys. ... dok. tekhn. nauk: 05.16.06. – K., 2004. – 212 s.
6. C. Chen et al., “Oriented structure and crystallography of directionally solidified LaB6–ZrB2 eutectic”, J. Amer. Ceramic Soc., vol. 81, pp. 237–240, 1998.
7. Intensyfikat͡sii͡a prot͡sesiv lazernoho spikanni͡a kompozyt͡siĭnykh materialiv enerhii͡ei͡u ul′trazvukovykh kolyvan′ / V.V. Dz͡hemelins′kyĭ, L.F.Holovko,
O. O. Honcharuk, O. D. Kahli͡ak // Vibrat͡siï v tekhnit͡si ta tekhnolohii͡akh. – 2009. – # 3. – S. 63–65.
8. Vplyv krystalohrafichnoï orii͡entat͡siï matryt͡si i diametra stryz͡hniv na vlastyvosti spri͡amovano-zakrystalizovanykh evtektychnykh splaviv / P.I. Loboda, H.P. Kysla, I͡u.I. Bohomol, M.O. Sysoi͡ev // Metallofizika i noveĭshie tekhnologii. – 2006. – 28 [spet͡s. vyp]. – S. 147–155.
9. Vzaimodeĭstvie v sisteme LaB6–ZrB2 / S.S. Ordon'i͡an, I͡U.B. Paderno, I.K. Khoroshilova i dr. // Poroshkovai͡a metallurgii͡a. – 1983. – # 11. – S. 87–90.
10. Rentgenovskie issledovanii͡a boridov lantana / N.N. Zhuravlev, R.M. Manelis, A.A. Gramm i dr. // Tam zhe. – 1967. – # 2. – S. 95–101.
11. Abramov O.V. Kristallizat͡sii͡a metallov v ul'trazvukovom pole. – M.: Metallurgii͡a, 1972. – 256 s.

AttachmentSize
2013-6-9.pdf2.05 MB

Тематичні розділи журналу

,