ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КЕРАМИКИ TaSi2–SiC, IN SITU АРМИРОВАННОЙ ДИСКРЕТНЫМИ НАНОВОЛОКНАМИ КАРБИДА КРЕМНИЯ
https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-6-72-76
Аннотация
Изучена возможность повышения механических свойств керамического материала системы TaSi2–SiC путем армирования нановолокнами карбида кремния, формирующими in situ в волне горения СВС-системы. Для получения нановолокон, а также повышения экзотермичности реакционных смесей применялась энергетическая добавка политетрафтор-этилена (ПТФЭ) C2F4. С помощью метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза при использовании механического активирования исходных реакционных смесей была получена керамика 70%TaSi2 + 30%SiC, в которой карбид кремния находится в виде округлых зерен и дискретных нановолокон. Спеченные с помощью горячего прессования армированные керамические образцы имели относительную плотность до 98 %, твердость 19,0–19,2 ГПа и трещиностойкость 7,5–7,8 МПа·м1/2, что заметно превосходит трещиностойкость ранее полученной без добавок ПТФЭ керамики близкого состава.
Об авторах
С. Воротыло
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС».
Россия
Россия
аспирант кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий; инженер НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН.
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4.
Е. Д. Полозова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС».
Россия
Россия
студент, лаборант кафедры ПМиФП.
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4.
Е. А. Левашов
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС».
Россия
Россия
докт. техн. наук, проф., акад. РАЕН, зав. кафедрой ПМиФП.
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4.
Список литературы
1. Rosario Gerhardt (ed.). Properties and applications of silicon carbide. 2011. IntechOpen. DOI: https://doi.org/10.5772/615.
2. Moskovskikh D.O., Lin Y-C., Rogachev A.S., McGinn P.J., Mukasyan A.S. Spark plasma sintering of SiC powders produced by different combustion synthesis routes. J. Eur. Ceram. Soc. 2015. Vol. 35. No. 2. P. 477—486.
3. Vorotilo S., Potanin A.Y., Iatsyuk I.V., Levashov E.A. SHS of silicon-based ceramics for the high-temperature applications. Adv. Eng. Mater. 2018. Vol. 20. No. 8. P. 1800200.
4. Chen P., Jing S., Chu Y., Rao P. Improved fracture toughness of CNTs/SiC composites by HF treatment. J. Alloys and Compd. 2018. Vol. 730. P. 42—46.
5. Li Q., Zhang Y, Gong H., Sun H., Li W., Ma L., Zhang Y. Enhanced fracture toughness of pressureless-sintered SiC ceramics by addition of grapheme. J. Mater. Sci. Technol. 2016. Vol. 32. No. 7. P. 633—638.
6. Vorotilo S., Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Kovalev D.Yu., Kochetov N.A. Self-propagating high-temperature synthesis of nanocomposite ceramics TaSi2-SiC with hierarchical structure and superior properties. J. Eur. Ceram. Soc. 2018. Vol. 38. No. 2. P. 433—443,
7. Du S.X., Zhang K., Wen M., Ren P., Meng Q.N., Zhang Y.D., Zheng W.T. Crystallization of SiC and its effects on microstructure, hardness and toughness in TaC/SiC multilayer films. Ceram. Int. 2018. Vol. 44. P. 613—621.
8. Luo H., Chen W., Zhou W., Long L., Deng L., Xiao P., Li Y. Carbon fiber/Si3N4 composites with SiC nanofiber interphase for enhanced microwave absorption properties. Ceram. Int. 2017. Vol. 43. No. 15. P. 12328—12332.
9. Ayral R.M., Rouessac F., Massoni N. Combustion synthesis of silicon carbide assisted by a magnesium plus polytetrafluoroethylene mixture. Mater. Res. Bull. 2009. Vol. 44. No. 11. P. 2134—2138.
10. Nersisyan G.A., Nikogosov V.N., Kharatyan S.L., Merzhanov A.G. Chemical transformation mechanism and combustion regimes in the system silicon-carbon-fluoro-plast. Combust. Explos. Shock Waves. 1991. Vol. 27 (6). P. 720—724.
11. Anstis G.R., Chantikul P., Lawn B.R., Marshal D.B. A critical evaluation of indentation techniques for measuring fracture toughness: I, Direct crack measurements. J. Amer. Ceram. Soc. 1981. Vol. 64. P. 533—538.
12. Liu G., Chen K., Li J. Combustion synthesis: An effective tool for preparing inorganic materials. Scripta Mater. 2018. Vol. 157. P. 167—173.
13. Yang Z., Li Z., Ning T., Zhang M., Yan Y., Zhang D., Cao G. Microwave dielectric properties of B and N co-doped SiC nanopowders prepared by combustion synthesis. J. Alloys and Compd. 2019. Vol. 777. P. 1039—1043. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.11.067.
14. Dąbrowska A., Bzymek A., Huczko A. In situ diagnostics of the SiC nanostructures growth process. J. Crystal Growth. 2014. Vol. 401. P. 376—380.
15. Chu A., Zhang D., Guo S., Qu X. Polyacrylamide-assisted combustion-carbothermal synthesis of well-distributed SiC nanowires. Ceram. Int. 2015. Vol. 41. No. 10. Pt. B. P. 14585—14591.
16. Zheng C.-S., Yan Q.-Z., Xia M. Combustion synthesis of SiC/Si3N4—NW composite powders: The influence of catalysts and gases. Ceram. Int. 2012. Vol. 38. No. 6. P. 4549—4554.
17. Potanin A.Yu., Zvyagintseva N.V., Pogozhev Yu.S., Levashov E.A., Rupasov S.I., Shtansky D.V., Kochetov N.A., Kovalev D.Yu. Silicon carbide ceramics SHS-produced from mechanoactivated Si—C—B mixtures. Int. J. Self-Propagating High-Temperature Synthesis. 2015. Vol. 24. No. 3. P. 119—127.
18. Яцюк И.В., Потанин А.Ю., Рупасов С.И., Левашов Е.А. Кинетика и механизм высокотемпературного окисления керамических материалов в системе ZrB2—SiC—MoSi2. Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2017. No. 6. С. 63—69. DOI: dx.doi.org/10.17073/0021-3438-2017-6-63-69.
Рецензия
Для цитирования:
Воротыло С., Полозова Е.Д., Левашов Е.А. ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КЕРАМИКИ TaSi2–SiC, IN SITU АРМИРОВАННОЙ ДИСКРЕТНЫМИ НАНОВОЛОКНАМИ КАРБИДА КРЕМНИЯ. Известия вузов. Цветная металлургия. 2018;(6):72-76. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-6-72-76
For citation:
Vorotilo S., Polozova E.D., Levashov E.A. PECULIARITIES OF THE SYNTHESIS OF HIGH-TEMPERATURE CERAMICS TASI2–SIC, REINFORCED IN SITU BY DISCRETE SILICON CARBIDE NANOFIBERS. Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy. 2018;(6):72-76. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-6-72-76
Просмотров:
671
Послать статью по эл. почте 