ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ СПІКАННЯ НА МІКРОСТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ ВИСОКОМІЦНОГО ТА ВИСОКОПРОВІДНОГО КОМПОЗИТа 5% (мас.) ZrB₂/Cu

Анотація

Композити на основі міді завдяки своїм досить високим механічним властивостям в поєднанні з високою електро- і теплопровідністю знаходять широке застосування в різних галузях промисловості. Однак спроби введення до їх складу відомих керамічних компонентів часто призводять до помітного зниження електропровідності композитів на основі міді. У даній роботі досліджено металоматричні композити на основі міді з додаванням зміцнювальних включень ZrB₂ з метою подолання цього недоліку, з огляду на відносно високу електропровідність боридів металів. Зразки мідно-матричного композита із вмістом 5% (мас.) ZrB₂ отримано методом гарячого пресування за температури від 760 до 920 °С. Досліджено вплив температури спікання на мікроструктуру, відносну густину, механічні та електричні властивості композита. Результати скану­вальної електронної мікроскопії показують, що частинки ZrB₂ плавно інтегровані в матрицю Cu всіх зразків композита. З підвищенням температури спікання зростає відносна густина, електропровідність та середній розмір зерен мідної матриці (від 360 до 980 нм). Мікротвердість зразків, спечених при температурі 840 °С, досягає максимального значення 92 HV_0,2. Діаграми модуля пружності та нанотвердості, побудовані за даними наноіндентування, показують, що зміцнювальні частинки ZrB₂ демонструють найвищі значення модуля пружності (340–500 ГПа) та нанотвердості (30–48 ГПа). У той же час, мідна матриця має модуль пружності 110–130 ГПа і нанотвердість до 10 ГПа. Дані просвітлювальної електронної мікроскопії підтвердили, що температура спікання має незначний вплив на межі розділу фаз ZrB₂ й Cu. Спостерігається як різке розмежуванням, так і межа з аморфним перехідним шаром. Зміна мікротвердості здебільшого пов'язана з більш інтенсивним подрібнення зерен і невідповідністю коефіцієн­тів теплового розширення. Отримані нами результати можуть сприяти глибшому розумінню ролі температури у процесах спікання під тиском.