Структура и свойства защитных композиционных покрытий Zr-Mo-Si-B и Hf-Mo-Si-B, полученных методом искрового плазменного спекания

Аннотация

УДК 621.793/.795

DOI  https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.2.01

Покрытия в системах Zr-Mo-Si-B и Hf-Mo-Si-B были получены методом искрового плазменного спекания (ИПС) с использованием гетерофазных порошков ZrSi₂-MoSi₂-ZrB₂ и HfSi₂-MoSi₂-HfB₂, изготовленных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Покрытия Zr-Mo-Si-B и Hf-Mo-Si-B характеризовались толщиной 1,3–1,4 мкм, обладали плотной структурой и содержали фазы, вес. %: 61 o-ZrSi₂, 15 h-ZrB₂, 15 t-MoSi₂, 8 m-ZrO₂, 1 c-ZrB и 53 o-HfSi₂, 14 h-HfB₂, 19 t-MoSi₂, 9 m-HfO₂, 5 c-HfB соответственно. Твердость покрытий составляла 15–16 ГПа, модуль упругости – 265–268 ГПа, и упругое восстановление – 38–39%. Покрытие Hf-Mo-Si-B характеризовалось минимальными значениями: а) приведенного износа 4,2×10^-5 мм³Н^-1м^-1 в условиях трения скольжения, б) объема кратера 5×10³ мкм³ при ударно-динамических испытаниях и в) скорости окисления <2,3×10-3 мг/(см²∙с) при 1200 °С. ИПС-покрытия превосходят ниобиевую подложку по износостойкости в ~ 25 раз и жаростойкости на несколько порядков.

Ключевые слова: искровое плазменное спекание, покрытия, ZrSi₂-ZrB₂-MoSi₂, HfSi₂-HfB₂-MoSi₂, механические и трибологические характеристики, жаростойкость.