Самораспространяющийся высокотемпературный синтез композиций в системе Si3N4–Yb2O3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования закономерностей синтеза композиций в системе Si3N4–Yb2O3 методом СВС. В процессе исследований содержание оксида иттербия в композициях изменяли от 4 до 20 мас.%. Показано влияние оксида иттербия на температуру горения, морфологию и фазовый состав продуктов синтеза. Установлено, что при увеличении доли оксида иттербия в реакционной шихте температура горения возрастает. Определены оптимальные условия синтеза композиций с высоким содержанием альфа-фазы нитрида кремния.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Закоржевский

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: zakvl@ism.ac.ru
Россия, ул. Академика Осипьяна, 8, Черноголовка, Московская обл., 142432

И. А. Шибаков

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: zakvl@ism.ac.ru
Россия, ул. Академика Осипьяна, 8, Черноголовка, Московская обл., 142432

И. Д. Ковалев

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: zakvl@ism.ac.ru
Россия, ул. Академика Осипьяна, 8, Черноголовка, Московская обл., 142432

Н. И. Мухина

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: zakvl@ism.ac.ru
Россия, ул. Академика Осипьяна, 8, Черноголовка, Московская обл., 142432

Список литературы

  1. Heinrich J.D., Kruner H. Silicon nitride materials for engine applications // CFI, Ceram. Forum Int. 1995. V. 72. № 4. P. 167–174.
  2. Klemm Hagen. Silicon Nitride for High-Temperature Applications // J. Am. Ceram. Soc. 2010. V. 93. № 6. P. 1501–1522. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.03839.x
  3. Strobla S., Lubeb T., Supancicb P., Stoisera M., Schöppl O., Danzer R. Mechanical properties of silicon nitride rolling elements in dependence of size and shape // J. Eur. Ceram. Soc. 2014. V. 34. P. 4167–4176. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2014.06.029
  4. Berroth K. Silicon nitride ceramics for product and process innovations // Adv. Sci. Technol. 2005. V. 65. P. 70–77. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AST.65.70
  5. Ивахненко Ю.А., Варрик Н.М., Максимов В.Г. Высокотемпературные радиопрозрачные керамические композиционные материалы для обтекателей антенн и других изделий авиационной техники (обзор) // Тр. ВИАМ. 2016. № 5 (41). С. 36–43. https://dx.doi.org/10.18577/2307-6046-2016-0-5-6-6
  6. Chihara K., Hiratsuka D., Shinoda Y., Akatsu T., Wakai F., Tatami J. et al. High-temperature compressive deformation of β-SiAlON polycrystals containing minimum amount of intergranular glass phase // Mater. Sci. Eng., B. 2008. V. 148. P. 203–206. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2007.09.008
  7. Meléndez-Martínez J., Domínguez-Rodríguez A. Creep of silicon nitride. // Mater Sci. 2004. V. 49. № 1. P. 19–107. https://doi.org/10.1016/S0079-6425(03)00020-3
  8. Tanabe S., Hirao K., Soga N. Elastic properties and molar volume of rare-earth aluminosilicate glasses // J. Am. Ceram. Soc. 1992. V. 75. № 3. P. 503–509. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1992.tb07833.x
  9. Матюха В.А., Матюха С.В. Оксалаты редкоземельных элементов и актиноидов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ИздАт, 2008. 608 с. ISBN 978-5-86656-226-8.
  10. Wang L., Roy S., Sigmund W., Aldinger F. In situ Incorporation of Sintering Additives in Si3N4 Powder by a Combustion Process // J. Eur. Ceram. Soc. 1999. V. 19. P. 61–65. https://doi.org/10.1002/chin.199915293
  11. Ткачева И.И. Горячепрессованная керамика из ультрадисперсных композиционных порошков // Огнеупоры. 1994. № 2. C. 13–20.
  12. Закоржевский В.В., Боровинская И.П., Чевыкалова Л.А., Келина И.Ю. Особенности синтеза композиций a-Si3N4-(MgO,Y2O3) в режиме горения // Порошковая металлургия. 2007. № 1/2. C. 10–14. https://doi.org/10.1007/s11106-007-0002-z
  13. Чевыкалова Л.А., Келина И.Ю., Михальчик И.Л., Плясункова Л.А., Аракчеев А.В., Закоржевский В.В., Лорян В Э. Керамический материал на основе отечественныx композиционныx порошков нитрида кремния, полученных методом СВС // Новые огнеупоры. 2014. № 10. C. 31–36. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2014-10-31-36
  14. Zakorzhevski V.V., Sharivker S.Yu., Borovinskaya I.P., Ignatieva T.I., Sachkova N.V. Specific Features of Self-Propagating High-Temperature Synthesis of the AlN-Y2O3 System and Some Properties of the Final Products // Int. J. Self.-Propag. High-Temp. Synth. 1999. V. 8. № 2. P. 165–176.
  15. Pampuch R., Lis J., Stoberski L., Ermer E. Improvement Sinterabilitty and Microstructure of Covalent Ceramics by Solid Combustion Synthesis // Int. J. Self.-Propag. High-Temp. Synth. 1993. V. 2. № 3. P. 49–55.
  16. Park Hyoungjoon, Kim Hyoun-Ee, Niihara Koichi. Microstructural Evolution and Mechanical Properties of Si3N4 with Yb2O3 as a Sintering Additive // J. Am. Ceram. Soc. 1997. V. 80. № 3. P. 750–756. https://doi.org/10.1002/chin.199725011.
  17. Андриевский Р.А., Спивак И.И. Нитрид кремния и материалы на его основе. М.: Металлургия, 1984. 137 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Влияние содержания кремния в шихте на температуру горения: 1 – 12, 2 – 16 мас.% Yb2O3.

Скачать (58KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние содержания оксида иттербия в шихте на температуру горения: 1 – 21, 2 – 23 мас.% Si.

Скачать (53KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние содержания оксида иттербия в шихте на скорость горения: 1 – 23, 2 – 21 мас.% Si.

Скачать (45KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние содержания кремния в шихте на содержание альфа-фазы в продукте синтеза: 1 – 16, 2 – 12 мас.% Yb2O3.

Скачать (47KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Влияние содержания оксида иттербия в шихте на содержание альфа-фазы в продукте синтеза: 1 – 23, 2 – 21 мас.% Si.

Скачать (45KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Влияние температуры синтеза на содержание альфа-фазы в продукте: 1 – 16, 2 – 12 мас.% Yb2O3.

Скачать (41KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Содержание альфа-фазы в образцах с 16 мас.% Yb2O3 и различным содержанием кремния: 1 – приповерхностный слой (5 мм), 2 – после измельчения и усреднения спека, 3 – центральная часть спека.

Скачать (56KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Изменение фазового состава образцов в зависимости от содержания оксида иттербия в шихте.

Скачать (417KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Морфология частиц композита Si3N4/Yb2Si2O7, полученного при содержании в шихте 4 мас.% Yb2O3: а – размер и форма частиц, б – распределение оксидных фаз иттербия.

Скачать (374KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Морфология частиц композита Si3N4/Yb4Si2N2O7/Yb2Si2O7, полученного при содержании в шихте 12 мас.% Yb2O3: а – размер и форма частиц, б – распределение оксидных фаз иттербия.

Скачать (321KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Морфология частиц композита Si3N4/Yb4Si2N2O7/Yb2Si2O7, полученного из шихты с 23 мас.% кремния при содержании 16 (а), 20 мас.% Yb2O3 (б).

Скачать (285KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Распределение оксидных фаз иттербия в композите Si3N4/Yb4Si2N2O7/Yb2Si2O7, полученном из шихты с 23 мас.% кремния и 16 мас.% Yb2O3.

Скачать (156KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Морфология частиц композита Si3N4/Yb4Si2N2O7/Yb2Si2O7, полученного из шихты с 21 мас.% кремния и 20 мас.% Yb2O3.

Скачать (150KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Распределение оксидных фаз иттербия в композите Si3N4/Yb4Si2N2O7/Yb2Si2O7, полученном из шихты с 21 мас.% кремния и 20 мас.% Yb2O3.

Скачать (132KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Морфология частиц образца a-Si3N4–Yb2O3 с 16 мас.% Yb2O3: а – после диспергирования на струйной мельнице, б – после измельчения в аммиачной воде; в – распределение оксидной фазы.

Скачать (445KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

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».