Формування пересичених азотом нітридів в умовах термобаричного спікання BL композитів систем cBN-{TiN, ZrN, HfN, VN, NbN}–Al

Автори Н.М. Білявина1 , В.З. Туркевич2 , Д.А. Стратійчук2 , А.М. Курилюк1 , О.І. Наконечна1
Приналежність

1Київський національний університет імені Тараса Шевченка, 01601 Київ, Україна

2Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, 04074 Київ, Україна

Е-mail nbelyavina@ukr.net
Випуск Том 16, Рік 2024, Номер 2
Дати Одержано 18 лютого 2024; у відредагованій формі 14 квітня 2024; опубліковано online 29 квітня 2024
Посилання Н.М. Білявина, В.З. Туркевич, Д.А. Стратійчук, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 16 № 2, 02013 (2024)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.16(2).02013
PACS Number(s) 72.80.Tm, 81.05.Je
Ключові слова Високі тиски (2) , PcBN композит, Нітрид MeN, Рентгенівська дифрактометрія (7) , Кристалічна структура (20) , Міграція азоту (2) .
Анотація

З використанням методу рентгеноструктурного аналізу докладно досліджено кристалічну структуру нітридів MeN, які існують в поверхневих шарах HPHT (high pressure, high temperature) спечених (7,7 ГПа, 1600-2450 С) PcBN композитів систем cBN-{TiN, ZrN, HfN, VN, NbN}–Al складу (об. %) cBN:MeN:Al як 60:35:5. Встановлено, що кристалічна структура кожного нітриду MeN описується в структурній моделі модифікованої структури типу NaCl, яка має для атомів азоту додаткову позицію, часткове заповнення якої веде до накопичення на поверхні зразків певного надлишку азоту, джерелом якого виступають нітриди з глибини композиту. Показано, що в умовах баротермічного впливу суттєву роль в формуванні кристалічних структур нітридів MeN відіграє процес дифузії атомів азоту по дефектам та міжвузлям їх кристалічних граток з внутрішнього об’єму композитів на їх поверхню. Використовуючи в якості опорних величин дані рентгеноструктурних розрахунків, для композитів систем cBN–{TiN, HfN, VN, NbN}–Al визначено основні параметрі цього дифузійного процесу (енергію активації дифузії та константу швидкості). Показано, що енергія активації дифузійного процесу збільшується в ряду HfN → TiN → VN → NbN та корелює з ентальпією утворення кожного з нітридів.

Перелік посилань