Geum.ru

Cx-x міцність алмазних порошків, синтезованих в системі Mg-Zn-b-c

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
Cx-X

Міцність алмазних порошків, синтезованих в системі Mg-Zn-B-C

О. І. Чернієнко, О. О. Бочечка

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

Механічні властивості алмазних порошків визначають методи виготовлення з них матеріалів та області їхнього ефективного застосування. Так, у відповідності з Державним стандартом України [1], основною характеристикою алмазного порошку, класифікованого за розмірами, є механічна величина – показник його міцності. Відомо, що межа міцності крихких тіл а відповідно й кристалів алмазу описується на основі статистичної теорії крихкості Вейбулла [2], проте для визначення довірчих інтервалів механічних характеристик алмазних кристалів здебільшого застосовується традиційна статистика Гауса. Коректний статистичний опис показника міцності досліджених алмазних порошків є основною метою пропонованої роботи.

Для визначення показника міцності використовували алмазні порошки зернистістю 125/100, синтезовані в системі Mg-Zn-B-C. Синтез алмазу проводили спіканням шихти при тиску 7,7 ГПа та температурі 1700 оС в АВТ типу «тороїд». Шихту готували із суміші порошків сплаву Mg-Zn-B та графіту. Продукт синтезу піддавали термохімічній обробці для видалення металів та неалмазного карбону. Показник статичної міцності порошків при стиску визначали у відповідності з ДСТУ 3292 – 95 [1] за допомогою приладу ДДА-33А де окремі кристали розміщували між лейкосапфіровими опорами діаметром 5 мм та висотою 1,5 мм і піддавали руйнуванню. За руйнівне навантаження приймається досягнуте максимальне зусилля стиску безпосередньо в момент руйнування одиничного кристалу [4].

По даних результатів випробування міцності зерен алмазного порошку визначали емпіричну функцію розподілу міцності зерен по навантаженню руйнування F(x), показник міцності алмазного порошку P(x) та довірчий інтервал для його значення.

Показали, що розподіл значень 50 випробувань на міцність алмазних зерен не відповідає нормальності (для провірки використали критерій асиметрії та ексцесу [3]). Це дає можливість описувати набір значень випробування міцності функцією розподілу Вейбулла [3]. Використовували двопараметричну функцію розподілу. Розрахували параметр форми = 1,42 та масштабу α = 11, 62 методом найменших квадратів. Відповідно до цих параметрів розраховане математичне сподівання функції розподілу Вейбулла µ = 10,6 що співпадає із показником міцності алмазного порошку P(x) = 10,6 Н. Для перевірки гіпотези, що набір значень міцності описується функцією розподілу Вейбулла з вказаними параметрами скористались критерієм Колмогорова [3] і показали, що функція розподілу Вейбулла не відхиляється. Для визначення довірчих інтервалів ΔP- та ΔP+ (ΔP± = P(x) ± P±)для показника міцності алмазного порошку Р(x) знайшли параметри його функції розподілу методом моментів [3]. Знаходження інтервалу (P-–P+) із довірчою ймовірністю 95%. P- та P+ знаходимо із умов, при яких імовірність потрапляння в інтервал (0 – P-) та (P+ – ∞) становить по (1 − 0,95)/2 = 0,025. Результати представлені в таблиці.

Р(x), Н
інтервал (p – )
Δ Р+, Н

Δ Р -, Н

10,6
(7,96; 12,47)
+1,87

−2,64


Як видно з таблиці, ΔP- ≠ ΔP+ що дає підстави стверджувати що для знаходження похибок статистичних обрахунків показника міцності алмазних порошків використання розподілу Вейбулла є більш коректним ніж використання розподілу Ст’юдента, в якому завжди ΔP- ≠ ΔP+.


1. Порошки алмазні синтетичні. Загальні технічні умови. ДСТУ 3292–95.   Київ: Держстандарт України, 1995.   с. 71

2. Витвицкий П. М., Потина С. Ю., Прочность и критерии хрупкого разрушения стохастически дефектных тел (Киев: Наук. думка: 1974. 560 с.).

3. Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика. — М.: Физматлит, 2006. — 238 с.