Сomposites with a Matrix Based on Niobium and Molybdenum Reinforced with Sapphire Fibers

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Single-crystal sapphire fibers were obtained by the Stepanov method/EFG – Edge defined Film-fed Growth. The procedure for obtaining them is described. Mechanical testings of the fibers were carried out according to the presented scheme, and the dependences of the ultimate deformation and strength of the fibers on the length were determined. The dependences are power-law, and decrease with the length of the fibers. The strength of the obtained fibers corresponds to the world level and meets the conditions for their use as reinforcing for high-temperature composite materials. From workpieces containing layer-by-layer unidirectionally arranged sapphire fibers, niobium powder, metal foils of molybdenum and aluminum, layered-fibrous composites were obtained by solid-phase diffusion welding under load. Using scanning electron microscopy with X-ray analysis, the structure of the composites was studied, it was found that, in addition to the initial components, it includes intermetallic compounds of niobium, molybdenum and aluminum, as well as solid solutions of these metals formed in the technological process. As a result of mechanical testing of composite samples, deformation curves of load-deflection dependences were obtained, which, together with developed fracture surfaces, indicate the non-brittle nature of the fracture of composites containing brittle components. The dependences of the strength of composites on temperature in the range of 20–1400°C are obtained, which meet the requirements for high-temperature structural materials of this kind.

About the authors

V. M. Kiiko

Institute of Solid State Physics of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kiiko@issp.ac.ru
Russia, 142432, Chernogolovka, Moscow Region

V. P. Korzhov

Institute of Solid State Physics of Russian Academy of Sciences

Email: kiiko@issp.ac.ru
Russia, 142432, Chernogolovka, Moscow Region

V. N. Kurlov

Institute of Solid State Physics of Russian Academy of Sciences

Email: kiiko@issp.ac.ru
Russia, 142432, Chernogolovka, Moscow Region

References

  1. Kelly A., Tyson W.R. // J. Mechanics Phys. Solids. 1965. V. 13. Iss. 6. P. 329. https://www.doi.org/10.1016/0022-5096(65)90035-9
  2. Келли A. // Наука – производству. 2007. № 2. С. 1.
  3. Милейко С.Т. // Наука – производству. 2007. № 2. С. 10.
  4. Karpov M.I., Vnukov V.I., Stroganova T.S., Prokhorov D.V., Zheltyakova I.S., Gnesin B.A., Kiiko V.M., Svetlov I.L. // Bull. RAS: Phys. 2019. V. 83. Iss. 10. P. 1235. https://doi.org/10.3103/S1062873819100113
  5. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений / Ред. Косолапова Т.Я. и др. М.: Металлургия, 1986. 928 с.
  6. Милейко С.Т. // Композиты и наноструктуры. 2015. Т. 7. № 4. С. 191.
  7. Степанов А.В. Будущее металлообработки. Ленинград: Лениздат, 1963. 131 с.
  8. Chalmers B., LaBelle H.E., Jr., Mlavsky A.I. // J. Crystal Growth. 1972. V. 13/14. P. 84. https://www.doi.org/10.1016/0022-0248(72)90067-X
  9. LaBelle H.E.Jr., Mlavsky A.I. // Mater. Res. Bull. 1971. V. 6. Iss. 7. P. 571. https://www.doi.org/10.1016/0025-5408(71)90006-7
  10. Kurlov V.N., Stryukov D.O., Shikunova I.A. // J. Phys.: Conf. Series. 2016. V. 673. P. 012017. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/673/1/012017
  11. Shahinian P. // J. Am. Ceramic Soc. 1971. V 54. Iss. 1. P. 67. https://www.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1971.tb12180.x
  12. Pollock J.T.A. // J. Mater. Sci. 1972. V. 7. P. 787. https://www.doi.org/10.1007/BF00549907
  13. Kurlov V.N., Mileiko S.T., Kolchin A.A., Starostin M.Yu., Kiiko V.M. // Crystallography Reports, Suppl. 1, 2002. V. 47. P. S53.
  14. Fitzgibbon J.J., Collins J.M. // Proc. SPIE. 1998. V. 3262. https://www.doi.org/10.1117/12.309487
  15. Kiiko V.M., Mileiko S.T. // Composites Sci. Technol. 1999. V. 59. Iss. 13. P. 1977. https://doi.org/10.1016/S0266-3538(99)00054-8
  16. Mileiko S.T // Recrystallization in Materials Processing / Ed. Glebovsky V. United Kingdom: IntechOpen Ltd., 2015. P. 125. https://www.doi.org/10.5772/61024
  17. Кийко В.М., Коржов В.П. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2017. № 11. С. 42. https://www.doi.org/107868/S0207352817110051
  18. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Т. 1 / Ред. Лякишев Н.П. Москва: Машиностроение, 1996. 992 с.
  19. Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3А1 и ТiАl: микроструктура, деформационнное поведение. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 360 с.
  20. Jackson M.R., Bewlay B.P., Rowe R.G., Skelly D.W., Lipsitt H.A. // J. Metals. 1996. V. 48. P. 39. https://doi.org/10.1007/BF03221361
  21. Bewlay B.P., Jackson M.R., Zhao J.C., Subramanian P.R. // Metallurgical and Materials Transactions A. 2003. V. 34A. № 10. P 2043. https://doi.org/10.1007/s11661-003-0269-8
  22. Светлов И.Л. // Материаловедение. 2010. № 9. С. 29.
  23. Светлов И.Л. // Материаловедение. 2010. № 10. С. 18.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (909KB)
3.

Download (71KB)
4.

Download (816KB)
5.

Download (736KB)
6.

Download (1MB)
7.

Download (81KB)

Copyright (c) 2023 В.М. Кийко, В.П. Коржов, В.Н. Курлов

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».