Технология химического осаждения металлической пленки на керамический порошок позволяет получать достаточно равномерную по толщине металлическую пленку по всей поверхности частицы [5], что в дальнейшем предопределяет структуру и свойства композиционного покрытия, а также эффективность процесса напыления. Таким способом были получены композиционные порошки Al2O3/Cu с толщиной медной пленки порядка 10 мкм и Al2O3/Ni, Al2O3/Co, с толщиной пленки никеля и кобальта порядка 2-4 мкм, которые в дальнейшем использовались для формирования покрытий керамика/металл.

Микротвердость и трещиностойкость К1с спеченных образцов измерялась на микротвердомере LECO MHT-240 при нагрузках до 10 Н. Рентгенографические исследования карбонитрида титана проведены на рентгеновской установке ДРОН-2 при использовании СиКα-излучения. Анализ микроструктуры спеченных образцов проводился помощью универсального светового микроскопа МИ-1 Microvert производства НТО "Планар" с дополнительным оптическим каналом для вывода изображения на видеокамеру. Плотность компактов из нанопорошка карбонитрида титана после барической обработки рассчитывалась по весу и объему, определяемому по их геометрическим размерам, а после термобарической обработки - методом гидростатического взвешивания в четыреххлориcтом углероде.

Рис.1. Зависимость плотности заготовок из нанопорошка карбонитрида титана от давления прессования.

Изменение плотности заготовок карбонитрида титана в зависимости от давления прессования представлено на рис. 1. Как следует из рис. 1, с увеличением давления плотность компактов линейно возрастает, достигая величины 4,08 г/см3 при давлении 4 ГПа , что соответствует 80 % от теоретической плотности. Это свидетельствует о том, что уплотнение материала происходит за счет более плотной упаковки частиц нанопорошка под действием высокого давления. Результаты рентгеновских исследований карбонитрида титана после барической обработки представлены на рис. 2.

Видно, что интенсивность рентгеновской линии (200) уменьшается после воздействия на заготовки высокого давления. При этом с увеличением давления от 500 МПа до 4 ГПа ее величина уменьшается незначительно. Это свидетельствует о том, что деформация частиц нанопорошка происходит уже на стадии прессования заготовок. При этом в процессе их обжатия в аппарате высокого давления возрастание плотности при увеличении давления (рис. 1) сопровождается незначительной деформацией частиц нанопорошка. Анализ рентгенограмм показал, что обработка заготовок высоким давлением приводит к уменьшению параметра кристаллической решетки карбонитрида титана.

а б в

Рис.2. Вид рентгеновской линии (200) карбонитрида титана:

а - исходного порошка; б, в - после компактирования под давлением

500 МПа и 4 ГПа соответственно.

Рис. 3. Зависимость плотности образцов TiCN от времени спекания для двух значений мощности нагрева: 1,75 и 2,05 кВт.

Зависимость плотности образцов карбонитрида титана от времени спекания для двух значений мощности нагрева: 1,75 и 2,05 кВт показана на рис. 3. Видно, что процесс уплотнения включает две стадии. На первой стадии при мощности нагрева 1,75 кВт он протекает несколько интенсивнее (в первые 60 с), чем на второй стадии (60-180 с). Для мощности нагрева 2,05 кВт первая стадия ограничивается тоже 60 с, плотность составляет 5,04 г/см3, затем этот рост значительно замедляется. После 120 с плотность достигает максимальных значений и за последующие 60 с она почти не изменяется.