Влияние органоалюмоксанов на микроструктуру и плотность композитов Al₂O₃f /Al₂O₃

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Разработаны связующие и пропитывающие смеси на основе хелатированных органоалюмоксанов – прекурсоров высокотермостойких матриц и защитных покрытий. Методом PIP изготовлены композиты с керамической матрицей Al₂O₃f/Al₂O₃. Показано положительное влияние керамических микропорошков, образующихся в результате пиролиза прекурсоров, на микроструктуру материала и его свойства. Изучены микроструктура и плотность композитов Al₂O₃f/Al₂O₃, изготовленных с использованием связующих и пропитывающих смесей на основе хелатированных органоалюмоксанов. Установлено, что они имеют относительную плотность 3.1 г/см³, значительно превышающую значение исходной плотности пористой преформы 2.5 г/см³.

Full Text

Restricted Access

About the authors

М. С. Варфоломеев

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Author for correspondence.
Email: varfolom2a@yandex.ru
Russian Federation, Волоколамское ш., 4, Москва, 125080

Г. И. Щербакова

Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений

Email: varfolom2a@yandex.ru
Russian Federation, ш. Энтузиастов, 38, Москва, 105118

References

  1. Zok F.W. Developments in Oxide Fiber Composites // J. Am. Ceram. Soc. 2006. V. 89. № 11. P. 3309–3324. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2006.01342.x
  2. Volkmann E., Tushtev K., Koch D., Wilhelmi C., Göring J., Rezwan K. Assessment of Three Oxide/Oxide Ceramic Matrix Composites: Mechanical Performance and Effects of Heat Treatments // Composites. Part A. 2015. V. 68. P. 19–28. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2014.09.013
  3. Karadimas G., Salonitis K. Ceramic Matrix Composites for Aero Engine Applications-A Review // Appl. Sci. 2023. V. 13. №. 5. P. 3017. https://doi.org/10.3390/app13053017
  4. Schmücker M., Kanka B., Schneider H. Temperature-induced Fibre/Matrix Interactions in Porous Alumino Silicate Ceramic Matrix Composites // J. Eur. Ceram. Soc. 2000. V. 20. № 14–15. P. 2491–2497. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(00)00150-3
  5. Yang X., Wen Z., Kun C., Yong-kang L., Zhi-hang P., Chen-cheng S., Jian-hui C. High-Temperature Mechanical Property and Thermal Shock Resistance of Al₂O₃f/Al₂O₃ Composites // Int. J. Appl. Ceram. Technol. 2022. V. 19. № 6. P. 3267–3278. https://doi.org/10.1111/ijac.14141
  6. Deng G., Liu H., Jiang R., Chen X., Sun X. Effect of Sintering Temperature on Mechanical Behaviors of an Oxide Fiber-Reinforced Oxide Matrix Composite // Adv. Eng. Mater. 2023. V. 25. № 8. Р.2201148. https://doi.org/10.1002/adem.202201148
  7. Jin W., Yang X., Wen Z., Cheng-xin Z, Yi W., Zhi-hang P., Xiao-na C., Yin-wei C.F. Ablation of Al₂O₃f/Al₂O₃ Composites under Oxyacetylene Torch Flame // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2021. V. 100. P. 489–495. https://doi.org/10.1007/s10971-021-05662-3
  8. Parlier M., Ritti M.H. State of the Art and Perspectives for Oxide/Oxide Composites // Aerospace Sci. Technol. 2003. V. 7. № 3. P. 211–221. https://doi.org/10.1016/S1270-9638(02)00015-9
  9. Knoche R., Werth E., Weth M., García J. G., Wilhelmi C., Gerendás M. Design and Development Approach for Gas Turbine Combustion Chambers Made of Oxide Ceramic Matrix Composites // Ceram. Eng. Sci. Proc. 2011. V. 32. P. 77–87. https://doi.org/10.1002/9781118095355
  10. Schmücker M., Flucht F., Mechnich P. Degradation of Oxide Fibers by Thermal Overload and Environmental Effects // Mater. Sci. Eng., A. 2012. V. 557. P. 10–16. https://doi.org/10.1016/j.msea.2012.05.107
  11. Behrendt T., Hackemann S., Mechnich P., Shi Y., Hönig S., Hofmann S., Koch D. Development and Test of Oxide/Oxide Ceramic Matrix Composites Combustor Liner Demonstrators For Aero-Engines // J. Eng. Gas Turbines Power. 2017. V. 139. № 3. P.031507. https://doi.org/10.1115/1.4034515
  12. Schmücker M., Mechnich P. Improving the Microstructural Stability of Nextel™ 610 Alumina Fibers Embedded in a Porous Alumina Matrix // J. Am. Ceram. Soc. 2010. V. 93. № 7. P. 1888–1890. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.03658.x
  13. Ramdane C. B., Julian-Jankowiak A., Valle R., Renollet Y., Parlier M., Martin E., Diss P. Microstructure and Mechanical Behaviour of a Nextel™ 610/Alumina Weak Matrix Composite Subjected to Tensile and Compressive Loadings // J. Eur. Ceram. Soc. 2017. V. 37. № 8. P. 2919–2932. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2017.02.042
  14. Chengxin Z., Feng C., Yang X., Zhihang P. Effects of Sintering Temperature on Mechanical Properties of Alumina Fiber Reinforced Alumina Matrix Composites // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2020. V. 93. P. 185–192. https://doi.org/10.1007/s10971-019-05192-z
  15. Liu H., Chen X., Jiang R., Sun X., Tian Z. Microstructure and Mechanical Properties of Three-Dimensional Oxide/Oxide Composite Fabricated by a Slurry Infiltration and Sintering Process // J. Eur. Ceram. Soc. 2023. V. 43. № 2. P. 493–500. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2022.10.008
  16. Yang X., Kun C., Zhou Z., Wen Z., Zhi-hang P., Chen-cheng S., Jian-hui C. Damage Mechanism of Al₂O₃f/Al₂O₃ Composites by Acoustic Emission Technology // Ceram. Int. 2023. V. 49. № 2. P. 2730–2737. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.09.254
  17. Jiang R., Sun X., Liu H., Liu Y., Mao W. Microstructure and Mechanical Properties Improvement of the Nextel™ 610 Fiber Reinforced Alumina Composite // J. Eur. Ceram. Soc. 2021. V. 41. № 10. P. 5394–5399. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.04.031
  18. Zhang Y., Sun X., Jiang R., Liu H., Jiang Y. Microstructure and Mechanical Properties of an Oxide/Oxide Ceramic Matrix Composite Using a Sol-Based Slurry // Compos. Commun. 2023. V. 42. P. 101669. https://doi.org/10.1016/j.coco.2023.101669
  19. Liu H., Jiang R., Sun X., Chen X., Deng G. Microstructure and Mechanical Properties of Al₂O₃/Al₂O₃ Composite Densified Through a Slurry Infiltration and Sintering Process // J. Mater. Res Technol. 2023. V. 25. P. 2925–2935. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.06.167
  20. Стороженко П.А., Щербакова Г.И., Цирлин А.М., Муркина А.С., Варфоломеев М.С., Кузнецова М.Г., Полякова М.В., Трохаченкова О.П. Органоалкоксиалюмоксаны и бескремнеземное связующее на их основе // Неорган. материалы. 2007. т. 43. № 3. с. 373–382.
  21. Motz G., Schmidt S., Beyer S. The PIP-Process: Precursor Properties and Applications // Ceramic Matrix Composites: Fiber Reinforced Ceramics and Their Applications. 2008. P.165–186. https://doi.org/10.1002/9783527622412
  22. Варфоломеев М.С., Моисеев В.С., Щербакова Г.И., Кривцова Н.С., Юрков Г.Ю. Высокотермостойкая керамика на основе связующих алюмоиттриевого состава // Неорган. материалы. 2015. Т. 51. № 7. С. 789–794. https://doi.org/10.7868/S0002337X15070180

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. SEM images and X-ray elemental microanalysis data of organoaluminoxane.

Download (467KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. SEM images and X-ray elemental microanalysis data of organoaluminoxane after annealing at 900°C.

Download (569KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Results of thermal analysis of organoaluminoxane.

Download (249KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Diffraction patterns of ceramic powders obtained as a result of pyrolysis of organoaluminoxane at 700 (a), 1200°C (b).

Download (126KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. SEM images and X-ray elemental microanalysis data of the original porous preform.

Download (322KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. SEM images and X-ray elemental microanalysis data of the original porous preform after annealing at 800 ºC.

Download (239KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. SEM images and X-ray elemental microanalysis data of the preform after 1 PIP cycle.

Download (468KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. SEM images and X-ray elemental microanalysis data of the preform after 4 PIP cycles.

Download (365KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».