Влияние углерода на спекание карбида бора.

Два вида порошков карбида бора, S-1 и S-2, были приготовлены реакцией оксида бора с сажей в магнии (2B2O3 + 6Mg + C = B4C + 6MgO). Порошок S-1 был приготовлен термообработкой в ​​течение 10 минут при 1500 ° C сразу после завершения реакции, а S-2 был получен термообработкой при 1650 ° C. После очистки порошков был проанализирован химический состав образцов. Содержание бора в S-1 и S-2 составило 78,2 ± 0,5 мас.% И 76,2 ± 0,5 мас.% Соответственно. Наблюдались следовые количества Al, Mg, Si, Fe, Mn и Cu, но общее количество этих примесей было оценено как менее 0,1%, а остаточная часть рассматривалась как состоящая исключительно из углерода. Таким образом, количество углерода составило 21,8 и 23,8 ат.% Соответственно. К приготовленному порошку дополнительно добавили немного бора и углерода. и прессованные порошки были подвергнуты спеканию в течение 1 часа при 2200 или 2250 ° C в чистом гелии. Было обнаружено, что гранулы карбида бора с высокой плотностью (> 90% TD) могут быть получены при использовании порошков, содержащих C от 25 до 30 ат.%, Что соответствует области эвтектической точки системы B (или B4C) -C. В частности, гранулы карбида бора с TD 93,7% получали спеканием порошка, который содержал 27,7 мас.% Углерода.
Был сделан вывод, что избыток углерода на границах зерен в фазе B4C + C будет ингибировать рост зерен во время спекания. Одновременно из-за присутствия углерода на границах зерен точка плавления границы раздела фаз B4C-C на границах зерен будет понижаться до точки эвтектики; таким образом, транспорт материалов был улучшен. В результате этого эффекта была получена таблетка с высокой плотностью в области содержания углерода от 25 до 30 ат.%.