Керамика на основе реакционно-спеченного карбида бора
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-10-9-15
Аннотация
Представлены результаты исследований влияния различных технологических параметров на формирование фаз и структуры в процессе реакционного спекания материалов на основе B4C в присутствии расплава Si. Рассмотрено взаимодействие частиц B4C и углерода с расплавом кремния в процессе реакционного спекания. Отмечен негативный эффект растворения частиц B4C в расплаве кремния при реакционном спекании. Обсуждены способы повышения содержания частиц карбида бора в керамике из реакционно-спеченного B4C.
Об авторах
А. И. ОвсиенкоРоссия
Санкт-Петербург
В. И. Румянцев
Россия
кандидат технических наук
Санкт-ПетербургС. С. Орданьян
Россия
доктор технических наук
Санкт-ПетербургСписок литературы
1. Telle, R. Mechanism sinthe liquid phase sintering of boron carbide with silicon based melts / R. Telle, G. Petzow // Materials Science Monographs. ― 1987. ― Vol. 38, part A. ― P. 961‒973.
2. Chen, Z. F. Formation and sintering mechanisms of reaction bonded silicon carbide ‒ boron carbide composites / Z. F. Chen, Y. C. Su, Y. B. Cheng // Key Engineering Materials. ― 2007. ― Vol. 352. ― P. 207‒212.
3. Пат. 2440956 RU (C1). Способ изготовления керамического бронематериала на основе карбида кремния и карбида бора и керамический бронематериал на основе карбида кремния и карбида бора / Харченко Е. Ф., Анискович В. А., Ленский В. В., Гавриков И. С., Быков В. А. ; опубл. 27.01.12.
4. Пат. 2621241 RU (C1). Наноструктурированный композиционный материал на основе карбида бора и способ его получения / Овсиенко А. И., Румянцев В. И., Орданьян С. С., Фищев В. Н. ; опубл. 01.06.17.
5. Pat. 7332221 US (B2). Boron carbide composite bodies, and methods for making same / Aghajanian M. K., McCormick A. L., Morgan B. N., Liszkiewicz A. F. Jr. ; опубл. 19.02.08.
6. Pat. 3796564 US (A). Dense carbide composite bodies and method of making same / Taylor K. M., Palicka R. J. ; опубл. 12.03.74.
7. Zhang, C. The role of infiltration temperature in the reaction bonding of boron carbide by silicon infiltration / C. Zhang, H. Ru, W. Wang [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. ― 2014. ― Vol. 97, № 10. ― Р. 3286‒3293.
8. Hayun, S. Microstructural evolution during the infiltration of boron carbide with molten silicon / S. Hayun, A. Weizmann, M. P. Dariel, N. Frage // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2010. ― Vol. 30, № 4. ― Р. 1007‒1014.
9. Patel, M. Compressive property of liquid silicon (infiltrated) boron carbide / M. Patel, V. V. B. Prasad, J. Subrahmanyan // Transactions of the Indian Institute of Metals. ― 2010. ― Vol. 63, № 6. ― Р. 863‒866.
10. Mallick, D. Development of multi-phase B‒Si‒C ceramic composite by reaction sintering / D. Mallick, T. K. Kayal, J. Ghosh [et al.] // Ceram. Int. ― 2009. ― Vol. 35, № 4. ― Р. 1667‒1669.
11. Hayun, S. The morphology of ceramic phases in BxC‒SiC‒Si infiltrated composites / S. Hayun, N. Frage, M. P. Dariel // Journal of Solid State Chemistry. ― 2006. ― Vol. 179, № 9. ― P. 2875‒2879.
12. Hayun, S. The effect of particle size distribution on the microstructure and the mechanical properties of boron carbide-based reaction-bonded composites / S. Hayun, A. Weizmann, M. P. Dariel, N. Frage // International Journal of Applied Ceramic Technology. ― 2009. ― Vol. 6, № 4. ― P. 492‒500.
13. Dariel, M. P. Reaction bonded boron carbide: recent developments / M. P. Dariel, N. Frage // Adv. Appl. Ceram. ― 2012. ― Vol. 111, № 5/6. ― P. 301‒310.
14. Barick, P. Effect of particle size on the mechanical properties of reaction bonded boron carbide ceramics / P. Barick, D. C. Jana, N. Thiyagarajan // Ceram. Int. ― 2013. ― Vol. 39, № 1. ― P. 763‒770.
15. Korniyenko, K.Boron – carbon – silicon / K. Korniyenko [et al.] // Refractory metal systems. ― Springer Berlin Heidelberg, 2009. ― P. 499‒534.
16. Gooch, W. A. An overview of ceramic armor applications. In: Ceramic armor material by design / W. A. Gooch ; ed. by J. W. McCauley [et al.] // American Ceramic Society. ― Westerville, 2002. ― Р. 3‒21.
17. SiC armour materials for ballistic protection [Электронный ресурс]. URL: https://www.schunk-group.com/fileadmin/Redakteur/Mediathek/Broschueren/SchunkCarbonTechnology/TechnicalCeramics/SchunkCarbon-Technology-SiC-Armour-Materials-BallisticProtection-EN.pdf (дата обращения: 03.04.2018).
18. Briggs, J. Engineering ceramics in Europe and the USA / J. Briggs. ― Enceram, Menith Wood. UK : Worcester, 2011. ― 331 р.
19. Aghajanian, M. K. A new family of reaction bonded ceramics for armor applications / M. K. Aghajanian, B. N. Morgan, J. R. Singh [et al.] // Ceramic Transactions. ― 2002. ― Vol. 134. ― P. 527‒539.
20. Овсиенко, А. И. Реакционноспеченный карбид бора: структура, свойства и перспективы применения в качестве броневой керамики / А. И. Овсиенко, В. И. Румянцев, С. С. Орданьян [и др.] // Актуальные проблемы технологии производства современных керамических материалов : сборник трудов научного семинара. ― СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2015. ― С. 84‒93.
21. Овсиенко, А. И. Перспективы применения реакционноспеченного карбида бора в качестве броневой керамики / А. И. Овсиенко, В. И. Румянцев, И. А. Беспалов, Н. М. Сильников // Вопросы оборонной техники. ― 2015. ― Cерия 16, вып. 7/8 (85/86). ― С. 95‒101.
22. Орданьян, С. С. Фазообразование в процессе реакционного спекания композитов B4C‒SiC‒Si (Al) / С. С. Орданьян, Д. Д. Несмелов, А. И. Овсиенко // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 12. ― С. 42‒48. [Ordan’yan, S. S. Phase formation during reactive sintering of the B4C‒SiC‒Si (Al) composite (Review) / S. S. Ordan’yan, D. D. Nesmelov, A. I. Ovsienko // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2017. ― Vol. 58, № 6. ― Р. 666‒672.]
23. Pittari, J. The rate-dependent fracture toughness of silicon carbide- and boron carbide-based ceramics / J. Pittari, G. Subhash, J. Zheng [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2015. ― Vol. 35, № 16. ― P. 4411‒4422.
24. Zhang, C. The Role of infiltration temperature in the reaction bonding of boron carbide by silicon infiltration / C. Zhang, H. Ru, W. Wang [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. ― 2014. ― Vol. 97, № 10. ― P. 3286‒3293. DOI: 10.1111/jace.13085.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Овсиенко А.И., Румянцев В.И., Орданьян С.С. Керамика на основе реакционно-спеченного карбида бора. Новые огнеупоры. 2018;(10):9-15. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-10-9-15
For citation: Ovsienko A.I., Rumyantsev V.I., Ordanian S.S. Ceramics based on reactively sintered boron carbide. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2018;(10):9-15. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-10-9-15
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.