Badania nad bezciśnieniowym spiekaniem węglika niobu i węglika tantalu. Cz. 2, Spiekanie izotermiczne

Gubernat, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Badania nad bezciśnieniowym spiekaniem węglika niobu i węglika tantalu. Cz. 2, Spiekanie izotermiczne

Autorzy

Gubernat A.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://mccm.ptcer.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Pressure-less sintering of niobium carbide and tantalum carbide. Part 2, Isothermal sintering

Języki publikacji

Abstrakty

W pracy przedstawiono wyniki badań poświęconych otrzymywaniu jednofazowych polikryształów węglików niobu i tantalu. Na podstawie przeprowadzonej analizy spiekania w warunkach politermicznych stwierdzono, że możliwym jest uzyskanie w procesie spiekania bezciśnieniowego polikryształów w wysokim stopniu zagęszczenia w temperaturach nie przekraczających 2000 °C, a więc w temperaturach relatywnie niskich jak na związki o najwyższych temperaturach topnienia. Przeprowadzone następnie, wg opracowanych przez Kuczyńskiego i Frenkla modeli, badania spiekania w warunkach izotermicznych potwierdziły wcześniejsze analizy.

NbC and TaC single-phase polycrystals with high density could be obtained in a pressure-less sintering process at temperatures as low as 2000 °C. Two sintering models were used to verify this statement. To study the sintering of carbides, a modification of the sintering model proposed by Frenkel, which is valid for non-crystalline viscous solids has been proposed, presuming the viscosity term to be linearly related to time. Parameters describing the sintering process of investigated carbides such as the initial shrinkage rate -1, the limit of shrinkage at infinite time  and initial apparent viscosity 0 of system were in turn determined using the Frenkel model. According to the Kuczynski model, to describe the sintering of carbides, it was attempted to determine mechanisms of mass transport dominating at each sintering stage. Such data allowed achieving full description of tantalum and niobium carbides sintering.

Słowa kluczowe

kinetyka spiekania węgliki metalopodobne NbC TaC model spiekania

isothermal sintering metal-like carbides NbC TaC sintering models

Wydawca

Polskie Towarzystwo Ceramiczne

Czasopismo

Materiały Ceramiczne

Rocznik

2013

Tom

T. 65, nr 3

Strony

308--316

Opis fizyczny

Bibliogr. 34 poz.

Twórcy

autor

Gubernat A.

gubernat@agh.edu.pl

AGH - Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCiMO, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

[1] Pierson, H. D.: Handbook of Refractory Carbides and Nitrides, New Jersey, Notes Publication, 1996.
[2] Stobierski, L.: Ceramika węglikowa, Kraków, Wydawnictwa AGH, 2005.
[3] Kosolapova, T. Y.: Carbides: Properties, Production, and Applications, New York, Plenum Press, 1971.
[4] Gubernat, A.: Spiekanie węglików metalopodobnych, Materiały Ceramiczne, 3, (2007), 111–117.
[5] Gubernat, A.: Węgliki metalopodobne. Cz. I. Badania nad spiekaniem, Materiały Ceramiczne, 2, (2009), 113–118.
[6] Gubernat, A., Stobierski, L., Goryczka, P.: Węgliki metalopodobne. Cz. II. Badania nad właściwościami mechanicznymi i chemicznymi, Materiały Ceramiczne, 2, (2009), 119–124.
[7] Rutkowski, P., Stobierski, L., Ewolucja mikrostruktury tworzyw kompozytowych z węglików metali przejściowych, Materiały Ceramiczne, 61, 2, (2009), 140-145.
[8] Zang, X., Hilman, G. E., Faahrenholtz, W. G., Deason, D. M.: Hot Pressing of Tantalum Carbide With and Without Sintering Additives, J. Am. Ceram. Soc., 90, 2, (2007), 393–401.
[9] Zhang, X., Hilmas, G. E., Fahrenholtz, W. G.: Densification, Mechanical Properties, and Oxidation Resistance of TaC-TaB2 Ceramics, J. Am. Ceram. Soc., 91, 12, (2008), 4129-4132.
[10] Liu, L., Ye, F., Zhou, Y.: New Route to Densify Tantalum Carbide at 1400 °C by Spark Plasma Sintering, Mater. Sci. Eng. A, 528, (2011), 4710–4714.
[11] Khaleghi, E., Lin, Y. Sh., Meyers, M. A., Olevsky, E. A.: Spark Plasma Sintering of Tantalum Carbide, Scripta Materialia, 63, (2010), 577–580.
[12] Kim, B.-R., Woo K.-D., Yoon, J.-K., Doh J.-M., Shon I.-J.: Mechanical Properties and Rapid Consolidation of Binderless Niobium Carbide, J. Alloy. Compd., 481, 2009, 573–576.
[13] Liu, J.-X., Kan, Y.-M., Zhang, G.-J.: Pressureless Sintering of Tantalum carbide Ceramics without Additives, J. Am. Ceram. Soc., 93, 2, (2010), 371-373.
[14] Fischer, J. J.: Hot-Pressing Mixed Carbides of Ta, Hf, and Zr, Ceram. Bull., 43, (1964), 183-185.
[15] Roeder, E., Klerk, M.: Studies with the Electron-Beam Microanalyzer on Hot- Pressed Tantalum Carbide Having Small Additions of Manganese and Nickel, Z. Metalkunde, 54, (1963), 462–470.
[16] Ramqwist, L.: Hot Pressing of Metallic Carbides, Powder. Metal., 9, 17, (1966), 24-46.
[17] Samsonov, G. V., Petrikina, R. Y.: Sintering of Metals, Carbides, and Oxides by Hot Pressing, Physics of Sintering, 2, (1970), 1-20.
[18] Yohe, W. C., Ruoff, A. L.: Ultrafine-Grain Tantalum Carbide by High Pressure Hot Pressing, Ceram. Bull., 57, (1978), 647-651.
[19] Gubernat, A.: Badania nad spiekaniem bezciśnieniowym węglika niobu i węglika tantalu - Cz. I. Spiekanie politermiczne, Materiały Ceramiczne, 65, 1, (2013), 31-39.
[20] Frenkel, J.: Viscous flow of crystalline-bodies under the action of surface Tension, J. Phys., 9, (1945), 385-391.
[21] Das, P., Choudhury ,R., Behera, H.: Sintering kinetics study of zirconia powder compact – analysis of a flow model, Ceram. Int., 20, (1994), 315-318.
[22] Al-Otoom, A. Y., Elliot, L. K., Wall, T. F., Moghtaderi, B.: Measurements of sintering kinetics of coal ash, Energy and Fuels, 14, (2000), 994-1001.
[23] Kuczyński, G. C.: Self-diffusion in sintering of metallic particles, Trans. AIME, 185, (1949), 169-178.
[24] Kuczyński G. C., Study of the Sintering of Glass, J. Appl. Phys., 20, (1949), 1160.
[25] Pines, B. J., Mechanism of Sintering, J. Tech. Phys., 16, (1946), 137.
[26] Johnson, D. L., Cutler, I. B.: Diffusion sintering: I, initial stage sintering models and their application to shrinkage of powder compacts, J. Am. Ceram. Soc., 46, (1963), 542.
[27] Herring, S.: Diffusional viscosity of a polycrystalline solid, J. Appl. Phys., 21, (1950), 437-45.
[28] Kingery, W. D., Berg, M.: Study of initial stages of sintering solids by viscous flow, evaporation-consideration, and self-diffusion, J. Appl. Phys., 26, (1955), 1205-1212.
[29] Coble, R. L.: Initial sintering of alumina and hematite, J. Amer. Cer. Soc., 41, (1958), 55-62.
[30] Kingery, W. D.: Densification during sintering in the presence of a liquid phase. I. Theory, J. Appl. Phys., 30, (1959), 301-306.
[31] Kingery, W. D., Bowen, H. K., Uhlmaun, D. R.: Introduction in Ceramics., ed. by J. Wiley and Sons, wyd.2, New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore, 1975.
[32] Lis, J., Pampuch R., Spiekanie, Wyd. AGH, Kraków, 2000.
[33] Hugosson,H.W., Eriksson,O., Jansson,U., Ruban,A.V., Souvatzis,P., Abrikosov,I.A.: Surface energies and work functions of the transition metal carbides, Surf. Sci., 557, (2004), 243-254.
[34] D. N. Yoon, W. J. Huppmann, Grain Growth and Densification during Liquid Phase Sintering of W-Ni, Acta Metall., 27, (1979), 693-698.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-b7919256-d2bd-4d82-862b-f14bb382a9fa