Investigation and modeling of nanostructures of carbonic constituents in super-wear-resistant composites and their formation from fullerenes
- 1. RAN, Inst. Metallurgii i Materialovedeniya im. A.A. Bajkova, Moscow (Russian Federation)
- 2. RAN, Inst. Fizicheskoj Khimii, Moscow (Russian Federation)
Description
Methods of high-resolution electron microscopy, precision X-ray diffraction analysis, Raman spectroscopy and microdurometry are used to study superhard carbon particles up to 500 μm in size which reinforce ultrahigh wear resistance metallic composite materials sintered at high temperature from iron and fullerene particles mixture under pressure up to 5 GPa. It is shown that these particles with hardness of 40 GPa are amorphous and exhibit an aperiodic nanostructure consisting of laminated grains 4-6 nm in size with a distance of 0.35-0.44 nm between nongraphitic layers. A structural model is proposed for this superhard carbon phase in a metal matrix. It is assumed that high values of elasticity and hardness of the reinforcing carbon phase produced from fullerenes are due to the process of rehybridization with substituting sp3 bonds for sp2 ones
Abstract (Russian)
Методами высокоразрешающей электронной микроскопии, прецизионного рентгеноструктурного анализа, спектроскопии комбинационного рассеяния и микродюрометрии исследованы сверхтвердые углеродные частицы размером до 500 мкм, армирующие суперизносостойкие металлические композиционные материалы, полученные при высокотемпературном спекании смеси порошков железа и фуллеренов под давлением до 5 ГПа. Показано, что такие частицы, имеющие твердость 40 ГПа, являются рентгеноаморфными и имеют апериодическую наноструктуру, образованную слоистыми зернами размером 4-6 нм с межслоевым расстоянием неграфитовых слоев 0.35-0.44 нм. Предложена модель строения этой сверхтвердой углеродной фазы в металлической матрице. Предполагается, что высокие значения упругости и твердости армирующей углеродной фазы, полученной из фуллеренов, обусловлены регибридизацией с заменой sp2-связей на sp3Additional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Изучение и моделирование наноструктур углеродных составляющих суперизносостойких композитов и их формирования из фуллеренов
Publishing Information
- Journal Title
- Metally (Moscow)
- Journal Issue
- no.3
- Journal Page Range
- p. 61-65
- ISSN
- 0869-5733
- CODEN
- MEALET
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 38011284
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- CHEMICAL BONDS; COMPOSITE MATERIALS; ELASTICITY; FULLERENES; HARDNESS; HYBRIDIZATION; IRON; MICROSTRUCTURE; NANOSTRUCTURES; PHASE STUDIES; REINFORCED MATERIALS; SINTERED MATERIALS; WEAR RESISTANCE
- Descriptors DEC
- CARBON; ELEMENTS; MATERIALS; MECHANICAL PROPERTIES; METALS; NONMETALS; TRANSITION ELEMENTS
Optional Information
- Notes
- 8 refs., 4 figs.