Impedance Spectroscopy (BeO+TiO2)-Ceramics with Additive of TiO2 Nanoparticles

Настоящее исследование направлено на получение электропроводной двухкомпонентной керамики на основе ВеО с добавками микро- и нанокристаллического порошка TiO2. Керамика состава (BeO+TiO2) находит применение в радиоэлектронной технике в качестве эффективных поглотителей СВЧ-излучения и в других областях современной электроники. Природа возникновения электрической проводимости и поглощения СВЧ-поля в (ВеО+TiO2)- керамике окончательно не установлена. Методом импедансной спектроскопии впервые исследованы электрические и диэлектрические характеристики данной керамики в диапазоне частот от 100 Hz до 100 МHz в зависимости от присутствия в составе керамики ВеО микро- и наноразмерной фазы TiO2. Установлено, что статическое сопротивление керамики с добавкой нанопорошка оксида титана существенно уменьшается по сравнению с сопротивлением исходной керамики с микропорошком TiO2. Показано, что действительная и мнимая компоненты диэлектрической проницаемости исследуемых керамик возрастают до аномально больших величин при понижении частоты действующего электрического поля, а в области высоких частот f ≥ 108 Hz начинается процесс диэлектрической релаксации, приводящий к росту тангенса угла диэлектрических потерь. Определены диэлектрические характеристики данных образцов керамик в условиях блокирования сквозной проводимостиThe present study is aimed at obtaining electrically conductive two-component ceramics based on BeO with the addition of micro and nanocrystalline TiO2 powder. The ceramics of the composition (BeO+TiO2) is used in radio-electronic equipment as effective absorbers of microwave radiation and in other areas of modern electronics. The nature of the appearance of electrical conductivity and absorption of the microwave field in (BeO+TiO2) ceramics has not been completely established. The impedance spectroscopy method for the first time investigated the electrical and dielectric characteristics of this ceramics in the frequency range from 100 Hz to 100 MHz, depending on the presence of micro and nano-sized TiO2 phases in the composition of the BeO ceramics. It was established that the static resistance of ceramics with the addition of titanium oxide nanopowder is significantly reduced compared with the resistance of the original ceramics with TiO2 micropowder. It is shown that the real and imaginary components of the dielectric constant of the studied ceramics increase to abnormally large values when the frequency of the effective electric field decreases, and in the high frequency range f ≥ 108 Hz, the process of dielectric relaxation begins, leading to an increase in the dielectric loss tangent. The dielectric characteristics of these ceramic samples under conditions of blocking through conduction are determine

Developing Effective ways Formed of Structure and Properties of Hard Metal Composites Modified by Nanoparticles

Приведены новые данные о влиянии добавок керамических наночастиц на свойства твердых сплавов WC-Co. Комплексное исследование твердых сплавов с использованием традиционных методов испытаний механических свойств в сочетании с металлографическими, электронно-микроскопическими методами и рентгенофазовым анализом позволили установить стабильные корреляционные связи между объемным содержанием наночастиц и средним размером карбидов, параметрами микроструктуры и прочностью твердых сплавов. Наночастицы, введенные в состав твердого сплава, способствуют уменьшению толщины металлической прослойки, и, как результат, обеспечивается увеличение прочности связующего и твердосплавного композита в целом. Обнаружено стабильное снижение среднего размера зерна карбидной фазы (вследствие блокирующего влияния наночастиц на процессы рекристаллизации). Результаты испытаний показывают, что модифицирование наночастицами способствует повышению основных конечных физико-механических свойств твердых сплавов: твердости, трещиностойкости, прочности на изгиб, модуля упругости, износостойкостиNew data about influence of ceramic nanoparticles additives on the hard metals WC-Co properties are received. Complex investigation of hard metal using suggested conventional mechanic testing methods combined with metallography, electron microscopy and x-ray phase analysis enabled to establish stable correlating links between volume content of nanoparticles whith average sizes of carbide and micro structure parameters and strength of hard metals. Nanoparticles introduced into a binder size decrease of the metal interlayer and therefore increase the strength of binder and composite as a whole. The reduction of the carbide grain average size was found out as well (owing to nanoparticles blocking influence on recrystallization). The test results display that the modification thought nanoparticles enables to improve the main final physical and mechanical properties of hard metals properties: hardness, fracture toughness, transverse rupture toughness, elastic modulus, wear resistanc

Developing Effective ways Formed of Structure and Properties of Hard Metal Composites Modified by Nanoparticles

Приведены новые данные о влиянии добавок керамических наночастиц на свойства твердых сплавов WC-Co. Комплексное исследование твердых сплавов с использованием традиционных методов испытаний механических свойств в сочетании с металлографическими, электронно-микроскопическими методами и рентгенофазовым анализом позволили установить стабильные корреляционные связи между объемным содержанием наночастиц и средним размером карбидов, параметрами микроструктуры и прочностью твердых сплавов. Наночастицы, введенные в состав твердого сплава, способствуют уменьшению толщины металлической прослойки, и, как результат, обеспечивается увеличение прочности связующего и твердосплавного композита в целом. Обнаружено стабильное снижение среднего размера зерна карбидной фазы (вследствие блокирующего влияния наночастиц на процессы рекристаллизации). Результаты испытаний показывают, что модифицирование наночастицами способствует повышению основных конечных физико-механических свойств твердых сплавов: твердости, трещиностойкости, прочности на изгиб, модуля упругости, износостойкостиNew data about influence of ceramic nanoparticles additives on the hard metals WC-Co properties are received. Complex investigation of hard metal using suggested conventional mechanic testing methods combined with metallography, electron microscopy and x-ray phase analysis enabled to establish stable correlating links between volume content of nanoparticles whith average sizes of carbide and micro structure parameters and strength of hard metals. Nanoparticles introduced into a binder size decrease of the metal interlayer and therefore increase the strength of binder and composite as a whole. The reduction of the carbide grain average size was found out as well (owing to nanoparticles blocking influence on recrystallization). The test results display that the modification thought nanoparticles enables to improve the main final physical and mechanical properties of hard metals properties: hardness, fracture toughness, transverse rupture toughness, elastic modulus, wear resistanc