Синтез и характеристики композитов B4C–ZrB2

В.А. Щербаков, А.Н. Грядунов, М.И. Алымов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 15 июня 2017; Исправлена: 28 августа 2017; Принята: 19 сентября 2017
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: В.А. Щербаков, А.Н. Грядунов, М.И. Алымов. Синтез и характеристики композитов B4C–ZrB2. Письма о материалах. 2017. Т.7. №4. С.398-401
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-4-398-401

Аннотация

Керамические композиты на основе системы B4C-ZrB2 получены методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) под давлением. Методами рентгенофазового и микроструктурного анализами изучено влияние состава реакционной смеси на формирование микроструктуры и физико-механические характеристики СВС-композитов.Керамические композиты на основе систем B4C-ZrB2 получены методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) под давлением. Составы реакционных смесей выбирались на основе термодинамических расчетов. Показано, что для получения плотных композитов необходимо использовать режимы СВ-синтеза, в которых образуется жидкая фаза, обеспечивающая необходимый уровень пластичности и уплотнение продуктов синтеза до минимальной остаточной пористости. Жидкая фаза в продуктах СВС образуется в результате плавления керамической связки (B4C). Изучено влияние количества керамической связки на плотность СВС-композитов. Показано, что эффективное компактирование синтезированных композитов осуществляется при использовании «химической печки». Значительное снижение остаточной пористости керамики было получено при массовом отношении реакционной смеси и «химической печи» 1 : 4. Минимальная остаточная пористость СВС-композитов, полученных с использованием «химической печки» составляет 1,7 %. Методом рентгенофазового анализа изучено формирование состава конечного продукта. Показано, что продукты СВС являются равновесными и содержат тугоплавкие соединения ZrB2 и B4C, образующие дисперсную фазу и керамическую связку. Методами микроструктурного анализа изучено влияние состава реакционной смеси на формирование микроструктуры и фазового состава керамических композитов. Установлено, что микроструктура СВС-композитов зависит от содержания B4C. При содержании B4C менее 10 % мас. керамический композит B4C-ZrB2 имеет однородную микроструктуру с размерами зерен ZrB2 10-20 мкм. Увеличение содержания B4C до 20 вес. % приводит к уменьшению размера зерна ZrB2 до 2-5 мкм. Твердость композитов по Виккерсу составляет 21-24.5 ГПа.

Ссылки (16)

1. S. M. Zhu, W. G. Fahrenholtz, G. E. Hilmas, S. C. Zhang, E. J. Yadlowsky, M. D. Keitz. Composites Part A. 39 (3), 449 (2008). Crossref
2. W. Han, J. Gao, J. Zhang, J. Yu. Int. J. Eng. Innov. Technol. (IJEIT). 3 (1), 163 (2013).
3. M. M. Opeka, I. G. Talmy, E. J. Wuchina, J. A. Zaykoski, S. J. Causey. J. Eur. Ceram. Soc., 19 (13-14), 2405 (1999). Crossref
4. W. G. Fahrenholtz, G. E. Hilmas, I. G. Talmy, J. A. Zaykoski. J. Am. Ceram. Soc. 95 (5), 1347 (2007). Crossref
5. V. Domnich, S. Reynaud, R. A. Haber, M. Chhowalla. J. Am. Ceram. Soc. 94 (11), 3605 (2011). Crossref
6. F. Thevenot. J. Eur. Ceram. Soc. 6 (4), 205 (1990). Crossref
7. A. L. Chamberlain, W. G. Fahrenholtz, G. E. Hilmas. J. Eur. Ceram. Soc. 29 (16), 3401 (2009). Crossref
8. W. M. Guo, L. X. Wu, Y. You, H. T. Lin, G. J. Zhang. J. Eur. Ceram. Soc. 36 (4), 951 (2016). Crossref
9. X. G. Wang, W. M. Guo, Y. M. Kan, G. J. Zhang. Adv. Eng. Mat. 12 (9), 893 (2010). Crossref
10. J. Zou, S. G. Huang, K. Vanmeensel, G. J. Zhang, J. Vleugels, O. Van der Biest. J. Am. Ceram. Soc. 96 (4), 1055 (2013). Crossref
11. S. Chakraborty, P. K. Das, D. Ghosh. Rev. Adv. Mater. Sci. (RAMS). 44, 182 (2016).
12. A. N. Pitjulin. In the book “Self-Propagating High Temperature Synthesis: Theory and Practice”. Chernogolovka: “Territoriya”. Ed. Sychev A. E., 432 p. (2001), pp. 333 - 353 (in Russian) [Питюлин А. Н. Силовое компактирование в СВС процессах, С. 333 - 353 в книге “Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика”. Черноголовка: “Территория”, 432 с. (2001)].
13. V. A. Scherbakov, A. N. Gryadunov, M. I. Alymov. Advanced Materials & Technologies. 4, 16 (2016). Crossref
14. A. A. Shiryaev. Int. J. of SHS. 4 (4), 351 (1995).
15. S. S. Mamyan, A. A Shiryaev, A. G. Merzhanov. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 65 (4), 974 (1993). Crossref
16. S. Chakraborty, D. Debnath, A. R. Mallick, P. K. Das. Int. J. Appl. Ceram. Technol., 12. (3). 568 (2015). Crossref

Цитирования (2)

1.
V. Shcherbakov, A. Gryadunov, M. Alymov. LOM. 9(1), 11 (2019). Crossref
2.
V. A. Shcherbakov, A. N. Gryadunov, M. I. Alymov. Dokl Phys Chem. 485(1), 47 (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему