Методы компактирования и консолидации наноструктурных материалов и изделий. Хасанов О.Л - 173 стр.

UptoLike

173
Аналогичные зависимости для керамики, спечённой при температуре
1690 °С (рис. 4.33) позволяют выявить общую тенденцию формирова-
ния зёренной структуры керамики, изготовленной с применением УЗВ.
Из рисунка видно, что величина среднего размера зерна керамики, ос-
новная часть усадочных процессов в которой уже произошла, слабо (в
пределах доверительного интервала) зависит от давления прессования.
Значимое отличие н
аступает при мощности УЗВ W=3 кВт. Наименьший
размер зерна (0,45 мкм) наблюдается у керамики, прессовки которой
скомпактированы давлением 150 МПа. В общем случае можно говорить
о том, что УЗ-компактирование при любых давлениях прессования по-
зволяет снизить средний размер зерна керамики, спечённой при опти-
мальной температуре. Фактическое снижение зернистости керамики для
исследованных диапазонов УЗВ на крупногабаритные прессов
ки УДП
3Y-ZrO
2
с низким значением фактора формы составляет около 20%.
Анализ микрофотографий скола спечённой керамики позволяет вы-
явить сложную субструктуру зёрен. На изломах зёрен средним разме-
ром 0,56 мкм (рис. 4.34a) видно, что они состоят из правильной формы
кристаллитов (субзёрен) размером до 80 нм (рис. 4.34b).
Продолжительное УЗВ в процессе уплотнения малогабаритных прес-
совок оказывает более существенное влияние на зернистость и порис-
тость сп
ечённой керамики. Снижение среднего размера зёрен керамики,
спечённой в вакууме и изготовленной из НП 3Y-ZrO
2
с применением
длительного (10 мин) УЗВ по сравнению с не озвученной (рис. 4.35), со-
ставило до 49%; средний размер пор снизился на 36 %. При этом на-
блюдается обратная корреляция между средним размером пор и относи-
тельной поверхностной плотностью, найденной как остаток от вычита-
ния из единицы отношения суммарной площади пор к общей площади
анализируемого снимка микрофотографии поверхности керами
ки
(рис. 4.36). Прямая корреляция наблюдается между плотностью, най-
денной взвешиванием и измерением объёма и средним размером зёрен
спечённой керамики. Положение экстремумов этих зависимостей сов-
падают.
Из рисунка видно, что значения относительной поверхностной плот-
ности отличаются от соответствующих значений объёмной плотности.
Ход зависимостей от уровня мощности УЗВ также разный. Данное об-
стоятельство указы
вает на то, что ультразвуковые колебания, затухая в
объёме порошкового тела, способствуют повышению плотности в ос-
новном в приповерхностных областях спечённой керамики. Однако
совпадение хода зависимостей объёмной плотности и среднего размера
зёрен указывает на достаточно равномерный по объёму характер воз-
действия на зёренную структуру спечённой керамики.