Високотемпературне окиснення порошкових матеріалів системи (Ti, Cr)C–Ni

Анотація

Проведено високотемпературне окиснення на повітрі порошку карбіду титану-хрому, плакованого нікелем, при температурах 600–1000 °C. Досліджено вплив вмісту нікелю (17, 25, 33% (мас.)) на жаростійкість порошків та механізми їх окиснення. Також виконано плазмове розпилення порошку (Ti, Cr)C–Ni у воду для вивчення процесів окиснення порошків під час напилення. Встановлено, що при збільшенні температури інтенсивність окиснення зразків зростає, причому при досягненні 800 °C значно підвищується швидкість окиснення. Плаковані частинки порошків (Ti, Cr)C–Ni, в яких з навколишнім середовищем контактує шар нікелю, мають вищий приріст маси при окисненні порівняно з неплакованим (Ti, Cr)C. Плакування нікелем дозволяє (залежно від температури) унеможливити або уповільнити процес окиснення частинок (Ti, Cr)C. Зі збільшенням вмісту Ni в порошку зростає товщина і суцільність плакованого шару, відповідно і стійкість до окиснення. Дослідження мікроструктури та складу окиснених порошків показало, що на їх поверхні формуються багатошарові оксидні плівки на основі Ni (NiO) та Ti (TiO₂, Ti_хCr_yO_z). Ці плівки уповільнюють дифузію кисню вглиб частинки, але не зупиняють її повністю. При 600–700 °C і витримці 1 год плаковане нікелем покриття частково окиснюється з формуванням на поверхні оксидної плівки NiO, але не руйнується і зберігає суцільність. Більш суттєве пошкодження плакованого шару та порушення його суцільності спостерігається при 800 °C. При 900–1000 °C плакований шар Ni інтенсивно окиснюється та повністю руйнується. Також відбувається значне окиснення частинки (Ti, Cr)C, внаслідок чого формується багатошарова оксидна плівка на основі Ti і  Cr (Ti_хCr_yO_z), яка переважно є поруватою і не перешкоджає дифузії кисню вглиб частинки. При плазмовому розпиленні порошку у воду частинки практично не окиснюються, зберігаючи близькі до початкових мікроструктуру та хімічний склад.