Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.. Одкой ла задач современного материаловедения является создание металлокграмических композиционных материалов на основ? бескислородной керамики и переходных металлов. При этом значительное Бішмание в нсследозаниях уделяется материалам ка основе' нитрида алюминия, что связано с его уникальными свойствами, главными m которых являются высокая теплопроводность в сочетании с хорошими диэлектрическими характеристиками, а также устойчивость к тепловому удару и . зысокогемперагурной газопой хоррозни.
Для широкого внедрения керамики на основе нитрида алюмигшя э иронзиодсізо необходимо, в первую очередь, найти надежные способы ТЕердофазното соединения нитрида алюминия с металлами, т.е. решить проблему физико- химгч-хжей совместимости компонентов в композиция.! "AIN - металл, сплав". 1С сожалению, проблема совместимости керамики с металлами разработана недостаточно: з настоящее время отсутствует ясное понимание . химизма процессов, происходящих при взаимодействии металлов с нитридами, а 'большинство ведущихся в этой области работ носят прикладной хара-сгер и не позвоетгат получить систематизированных сведений о характере твердофазных взаимодействий в композиционных материалах.
Для решения проблемы физико-' химической совместимости метхтлов с нитрпдной керамикой необходима информация о характере твердофазных взаимодействий в металлокерачичесхих материалах. Такая информация может быть получена на основе анализа строения фазовых диаграмм соответствующих систем и кинетики процессов, протекающих на поверхностях раздела металлокерамнческнх композиций.
Настоящая работа посвящена исследованию взаимодействий в композициях па основе нитрида алюминия. В качестве объектов исследования были выбраны слоистые композиции ичтрияа алюминия с никелем і-: никелевыми сплавами, наиболее часто используемыми в современной технике в качестве конструкционных материалов.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: исследование диаграмм -фазовых' равновесии многокомпонентных систем Al-N-Ni, Al-N-Me, Al-N-N'Me"; изучение кинетических закономерностей процессов, протекакчци*. при взаимодействии
нитрида алюминия с металлами и сплавами; определение составов барьерных прослоек для предотвращения либо замедле,- п разрушения композиций.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Впервые установлен характер фазовых, равновесий в многокомпонентных системах Al-N-Ni, Al-N-Cr, Al-N-Cu, Al-N-Co, At-N-Ni-Cr, Al-N-Ni-Cu, A1-N-Ni-Co. Исследованы кинет ические закономерности процессов взаимодействия нитрида алюминия с никелевыми ' сплавами, проведено математическое моделирование взаимодействия элементов в композициях "A1N- металл, сплав". Изучено твердофазное взаимодействие нитрида алюминия с никелем, кобальтом, медыо и хромом, а также никепевыми сплавами. Определены составы барьерных прослоек, обеспечивающих физико-химическую совместимость нитрида алюминия с никелевыми сьламми в' интервале температур 900-1200е С.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ PAFOTbl. Полученное в кастояедей работе данные о характере твердофазного взаимодействия нитрида алюминия с никелем и никелевыми сплавами необходимы для разработки новых композиционных материалов для микроэлектроники, а также азиашм и ' ракетной техники. На основании проведенных исследований предложен слоистый материал на основе никеля и нитрида алюминия, в котором вдя достижения физике- химической совместимости используются барьерные . прослойки никельалюминиевых спльеов, насыщенных азотом и работоспособные до 1373К.
НА ЗАШИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ: , Диаграммы, фазовых равновесий тройных систем Al-N-Ni, Ai-N-Cr, Al-N-Co при 1373 К, Al-N-Cu при 1273 К; четырмкомпенентных систем A1-N-Ni-Cr, AWNi-Co при 1373 К, Al-N-Ni-Cu при 1273 К;
... Механизм твердофазного взаимодействия злемеитов на границах раздела в слоистых композиционныхматериалах ''нитрид алюминия- металл, никелевой . ..-. сплав";
Реїдаменл'ации' по'4 достижению' фйзнко- химической совместимости . холио'дентоз композиций ка основе нитрида алюминия в интервале температур до-1373 К.
. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались ьа II Международной конференции по композиционным4 мате-риглам (Мсскзг, : 1994 т.), опубликованы в 3 статьях.
.' ' ' ' --5- . СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит иэ ггедгшія, cGiiopa литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов н списка литературы в количестве 113 наименований. Работа изложена на 15Э страницах машинописного т«жстя, включая 65 рисунков и Ібтабчиц.