Исследование микроструктуры реакционно-спеченной карбидокремниевой керамики с применением подходов цифрового материаловедения

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

В статье экспериментально установлено, что физико-механические характеристики реакционно-спеченных карбидокремниевых керамик являются напрямую чувствительными не только к параметрам дефектации структуры, но и к совокупности однородности распределения всех компонентов в объеме материала, что во многом определяют технологические параметры формования керамических порошков.

全文:

受限制的访问

作者简介

М. Марков

НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: kravchenko-in71@yandex.ru
俄罗斯联邦, Санкт-Петербург

А. Чекуряев

НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»; Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: kravchenko-in71@yandex.ru
俄罗斯联邦, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

М. Сычев

НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»; Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: kravchenko-in71@yandex.ru
俄罗斯联邦, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

И. Кравченко

Институт машиноведения имени А. А. Благонравова РАН

编辑信件的主要联系方式.
Email: kravchenko-in71@yandex.ru
俄罗斯联邦, Москва

Д. Дюскина

НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: kravchenko-in71@yandex.ru
俄罗斯联邦, Санкт-Петербург

А. Николаев

НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: kravchenko-in71@yandex.ru
俄罗斯联邦, Санкт-Петербург

А. Быкова

НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: kravchenko-in71@yandex.ru
俄罗斯联邦, Санкт-Петербург

А. Беляков

НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: kravchenko-in71@yandex.ru
俄罗斯联邦, Санкт-Петербург

А. Смольянов

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва

Email: kravchenko-in71@yandex.ru
俄罗斯联邦, Саранск

参考

  1. Silicon carbide: recent major advances. Advanced Texts in Physics / Eds. W. J. Choyke, H. Matsunami, G. Pensl. Berlin, Heidelberg: Springer Science & Business Media. 2003. 899 р. https://doi.org/10.1007/978-3-642-18870-1
  2. Saddow S. E., Agarwal A. K. Advances in silicon carbide processing and applications. Norwood, Massachusetts: Artech House, 2005. 212 р.
  3. Агеев О. А., Беляев А. Е., Болтовец Н. С. и др. Карбид кремния: технология, свойства, применение: «НТК Институт монокристаллов», Институт сцинтилляционных материалов / Под общ. ред. А. Е. Беляева, Р. В. Конаковой. Харьков: ИСМА, 2010. 530 с.
  4. Perevislov S. N. Mechanism of liquid-phase sintering of silicon carbide and nitride with oxide activating additives // Glass and Ceramics. 2013. V. 70 (7–8). P. 265. https://doi.org/10.1007/s10717-013-9557-y
  5. Perevislov S. N., Tomkovich M. V., Lysenkov A. S. Silicon carbide liquid-phase sintering with various activating agents // Refractories and Industrial Ceramics. 2019. V. 59. P. 522. https://doi.org/10.1007/s11148-019-00265-6
  6. Perevislov S. N., Afanaseva L. E., Baklanova N. I. Mechanical properties of SiC-fiber-reinforced reaction-bonded silicon carbide // Inorganic Materials. 2020. V. 56 (4). P. 425. https://doi.org/10.1134/S0020168520040123
  7. Гаршин А. П., Шумячер В. М., Пушкарев О. И. Новые конструкционные материалы на основе карбида кремния. 2-е изд., испр. и доп. М.: Юрайт, 2020. 182 с.
  8. Shikunov S. L., Kurlov V. N. Preparation of composite materials based on silicon carbide // J. Tech. Phys. 2017 V. 87 (12). P. 1871. https://doi.org/10.21883/JTF.2017.12.45212.2291
  9. Carter D. H. et al. SiC‐MoSi2 Composites // A Collection of Papers Presented at the 13th Annual Conference on Composites and Advanced Ceramic Materials: Ceramic Engineering and Science Proceedings. — Hoboken, N.Y., USA: John Wiley & Sons, Inc., 1989. С. 1121.
  10. He Z. et al. Formation mechanism and oxidation behavior of MoSi2–SiC protective coating prepared by chemical vapor infiltration/reaction // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013. Т. 23. № 7. С. 2100.
  11. Briggs J. Engineering ceramics in Europe and the USA. Enceram: Menith Wood. UK, Worcester, 2011. 331 р.
  12. Lysenkov A. S., Kim K. A., Titov D. D., Frolova M. G., Kargin Y. F., Petrakova N. V., Melnikova I. S. Composite material Si3N4/SiC with calcium aluminate additive // J. of Physics: Conference Series. IOP Publishing. 2018. V. 1134. № 1. P. 012036.
  13. Перевислов С. Н. Оценка трещиностойкости реакционно-спеченных композиционных материалов на основе карбида бора // Новые огнеупоры. 2019. № 3. С. 49.
  14. Чайникова А. С., Сорокин О. Ю., Кузнецов Б. Ю. и др. Исследование образцов из реакционно-спеченного карбида кремния визуально-оптическим и радиографическим методами неразрушающего контроля // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2022. № 88 (6). С. 46.
  15. Dyachkova L. N., Zvonarev E. V., Shelekhina V. M., Isupov M. A. On the issue of obtaining silicon carbide materials by reaction sintering // Inzh.-Fiz. Zh. 1997. V. 70 (2). P. 260.
  16. Shevchenko V. Y., Perevislov S. N. Reaction–diffusion mechanism of synthesis in the diamond–silicon carbide system // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2021. V. 66. P. 1107.
  17. Markov M. A., Vikhman S. N., Belyakov A. N. et al. High-temperature bending tests of reaction-sintered silicon carbide-based ceramic materials // Russian Journal of Applied Chemistry. 2023. V. 96 (1). P. 16. https://doi.org/10.1134/S1070427223010032
  18. Новиков Д. В. Самоорганизация кластеров фаз в однородно неупорядоченных полимерных композиционных материалах // Физика твердого тела. 2018. Т. 60. № 9. С. 1829.
  19. Козлов Г. В., Долбин И. В., Койфман О. И. Фрактальная модель усиления нанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки с ультрамалыми концентрациями нанонаполнителя // Доклады Академии наук. 2019. Т. 486. № 1. С. 39.
  20. Чекуряев А. Г., Сычев М. М., Мякин С. В. Анализ структуры композиционных систем с использованием фрактальных характеристик на примере системы BaTiO3-фуллеренол-ЦЭПС // Физика твердого тела. 2021. Т. 63. № 6. С. 740.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Example of mechanical processing of highly hard reaction-sintered silicon carbide: (a) – general view of mechanical mixture of silicon carbide powders; (b) – X-ray diffraction pattern of composite powder clad with technical carbon black; (c) – cast material with isolated particles of primary silicon carbide.

下载 (28KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Model of a product with complex geometry and carving.

下载 (17KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Characteristic structure of pressed reaction-sintered silicon carbide with the introduction of technical carbon black at 15% by weight at low focusing.

下载 (15KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Comparison of the lacunarity parameter of pressed 1 and cast 2 ceramics based on reaction-sintered silicon carbide by primary grains, with the introduction of 15% wt. technical carbon black.

下载 (10KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Characteristic structure of pressed and cast ceramics based on reaction-sintered silicon carbide, with the introduction of technical carbon black at a rate of 15% by weight: (a) — pressed material; (b) — cast material; (c) — cast material with isolated particles of primary silicon carbide.

下载 (56KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Comparison of the lacunarity parameter of pressed 1 and cast 2 ceramics based on reaction-sintered silicon carbide by silicon inclusions with the introduction of technical carbon black of 15% by weight: (a) – silicon inclusions, section of the structure of cast ceramics; (b) – dependences of silicon distribution.

下载 (30KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Dependence of the change in lacunarity of primary silicon carbide grains and the elastic modulus of ceramics on the variation of the initial carbon content.

下载 (12KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024