.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Методы получения и свойства армированных конструкционных материалов
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-10-37-48
Аннотация
Представлен обзор литературы, посвященный способам получения и отличительным особенностям армированных волокнами и нитевидными кристаллами композиционных материалов на основе карбидов, нитридов и боридов переходных металлов, а также ковалентных соединений (SiC, Si3N4) и Al2O3. Изучены основные свойства волокон и нитевидных кристаллов.
Ключ. слова
Об авторах
С. Н. ПеревисловРоссия
кандидат технических наук
Санкт-ПетербургМ. В. Томкович
Россия
Санкт-Петербург
А. С. Лысенков
Россия
кандидат технических наук
МоскваМ. Г. Фролова
Россия
Москва
Список литературы
1. Батаев, А. А.Композиционные материалы. Строение. Получение. Применение ; уч. пособие / А. А. Батаев, В. А. Батаев. ― М. : Логос, 2006. ― 400 с.
2. Баурова, Н. И.Пpименение углеpодных волокон в системах монитоpинга технического состояния металлоконстpукций / Н. И. Баурова // Ремонт. Восстановление. Модернизация. ― 2008. ― № 8. ― С. 12‒15.
3. Милейко, С. Т. Композиты и наноструктуры / С. Т. Милейко // Композиты и наноструктуры. ― 2009. ― № 1. ― С. 6‒37.
4. Каримбаев, Т. Д. Волокна и композиционные материалы на их основе для создания перспективных двигателей / Т. Д. Каримбаев, В. А. Скибин // Конверсия в машиностроении. ― 2000. ― № 5. ― С. 74‒78.
5. Костиков, В. И. Конструкционные материалы на основе углерода в современной технике / В. И. Костиков // Современные проблемы производства и эксплуатации углеродной продукции : сб. науч. трудов. ― 2000. ― С. 8‒11.
6. Костиков, В. И. Сверхвысокотемпературные композиционные материалы / В. И. Костиков, А. Н. Варенков. ― М. : Интермет Инжиниринг, 2003. ― 560 с.
7. Коган, Д. И. Перспективные композиционные материалы для создания силовых элементов вертолетных областей / Д. И. Коган, Ю. О. Попов, А. В. Хрульков, В. В. Кривонос // Современные проблемы аэрокосмической науки и техники (СПАН-2004). ― 2004. ― С. 25, 26.
8. Каблов, Е. Н. Перспективные высокотемпературные керамические композиционные материалы / Е. Н. Каблов, Д. В. Гращенков, Н. В. Исаева [и др.] // Российский химический журнал. ― 2010. ― Т. 54, № 1. ― С. 20.
9. Гращенков, Д. В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов / Д. В. Гращенков, Л. В. Чурсова // Авиационные материалы и технологии. ― 2012. ― № 5. ― С. 231‒242.
10. Иванов, Д. А. Дисперсноупрочненные волокнистые и слоистые неорганические композиционные материалы : уч. пособие / Д. А. Иванов, А. И. Ситников, С. Д. Шляпин ; под ред. акад. РАН А. А. Ильина. ― М. : МГИУ, 2010. ― 230 с.
11. Мэттьюз, Ф. Композитные материалы. Механика и технология / Ф. Мэттьюз, Р. Ролингс. ― М. : Техносфера, 2004. ― 408 с.
12. Чернышова, Т. А. Взаимодействие металлических расплавов с армирующими наполнителями / Т. А. Чернышова, Л. И. Кобелева, П. Шебою. ― М. : Наука, 1993. ― 272 с.
13. Михеев, С. В. Керамические и композиционные материалы в авиационной технике / С. В. Михеев, Г. Б. Строганов, А. Г. Ромашин. ― М. : Альтекс, 2002. ― 276 с.
14. Каблов, Е. Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники / Е. Н. Каблов // Вестник Российской академии наук. ― 2012. ― Т. 82, № 6. ― С. 520.
15. Каблов, Е. Н. Высокотемпературные конструкционные композиционные материалы на основе стекла и керамики для перспективных изделий авиационной техники / Е. Н. Каблов, Д. В. Гращенков, Н. В. Исаева [и др.] // Стекло и керамика. ― 2012. ― № 4. ― С. 7‒11.
16. Шевченко, В. Я. Техническая керамика / В. Я. Шевченко, С. М. Баринов. ― М. : Наука, 1993. ― 187 с.
17. Афанасьев, Н. В. Кратковременная термостойкость неметаллических материалов / Н. В. Афанасьев, О. Ф. Шленский. ― СПб. : СПбГТУ, 1995. ― 282 с.
18. Pettersson, P.Thermal shock resistance of α/β sialon ceramic composites / P. Pettersson, Z. Shen, M. Johnsson, M. Nygren // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2001. ― Vol. 21, № 8. ― Р. 999‒1005.
19. Суворов, С. А. Спеченные термостойкие сиалоновые материалы / С. А. Суворов, Н. В. Долгушев, А. И. Поникаровский [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2006. ― № 3. ― С. 2‒5.
20. Суворов, С. А. Спеченные термостойкие материалы на основе сиалона и карбида кремния / С. А. Суворов, Н. В. Долгушев, А. И. Поникаровский // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2007. ― № 5. ― С. 3‒8.
21. Келина, И. Ю. Влияние армирования матрицы из нитрида кремния нитевидными кристаллами карбида кремния / И. Ю. Келина, Н. И. Ершова, Л. А. Плясункова // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2000. ― № 9. ― С. 14‒19. [Kelina, I. Yu. Effect of reinforcing of silicon-nitride matrix with whisker crystals of silicon carbide / I. Yu. Kelina, N. I. Ershova, L. A. Plyasunkova // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2000. ― Vol. 41, № 9/10. ― P. 300‒305.]
22. Park, D. S. Microstructural development of silicon nitride with aligned β-Si3N4 whiskers / D. S. Park, T. W. Roh, B. D. Han [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2000. ― Vol. 20, № 14. ― P. 2673‒2677.
23. Каргин, Ю. Ф. Получение нитевидных кристаллов карбида кремния из нитрида кремния / Ю. Ф. Каргин, С. Н. Ивичева, А. С. Лысенков [и др.] // Неорганические материалы. ― 2009. ― Т. 45, № 7. ― С. 820‒828.
24. Park, D. S. Two cores in one grain in the microstructure of silicon nitride prepared with aligned whisker seeds / D. S. Park, T. W. Roh, B. J. Hockey [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2003. ― Vol. 23, № 3. ― P. 555‒560.
25. Kim, S. H. Microstructure and fracture toughness of liquid-phase-sintered β-SiC containing β-SiC whiskers as seeds / S. H. Kim, Y. W. Kim, M. Mitomo // J. Mater. Sci. ― 2003. ― Vol. 38, № 6. ― P. 1117‒1121.
26. Ochiai, S. Preparation of boron fiber-reinforced aluminum matrix composites and their deformation and fracture behavior / S. Ochiai, K. Abe, K. Osamura // J. Jpn. Inst. Met. ― 1984. ― Vol. 48, № 10. ― P. 1028‒1034.
27. Ochial, S. A study on tensile behaviour of boron fibre-reinforced aluminium sheet in terms of computer simulation / S. Ochiai, K. Osamura, K. Abe // Zeitschrift für Metallkunde. ― 1985. ― Vol. 76. ― P. 402‒408.
28. Buck, M. E. Continuous boron fiber MMCs / M. E. Buck, R. J. Suplinskas // ASM International, Engineered Materials Handbook. ― 1987. ― Vol. 1. ― P. 851‒857.
29. Hwan, L. Silicon carbide‒coated boron fibers / L. Hwan, S. Suib, F. Galasso // J. Am. Ceram. Soc. ― 1989. ― Vol. 72, № 7. ― P. 1259‒1261.
30. Берлин, А. А. Современные полимерные композиционные материалы (ПКМ) / А. А. Берлин // Сталь. ― 1995. ― № 35. ― С. 57‒65.
31. Patent 6500370 USA. Process of making boron-fiber reinforced composite tape / H. L. Belvin, R. J. Cano, N. J. Johnston, J. M. Marchello. ― 2002.
32. Fan, T. Biomorphic Al2O3 fibers synthesized using cotton as bio-templates / T. Fan, B. Sun, J. Gu, D. Zhang, L.W. Lau // Scripta Mater. ― 2005. ― Vol. 53, №. 8. ― P. 893‒897.
33. Cerecedo, C. New massive vapor‒liquid‒solid deposition of α-Al2O3 fibers / C. Cerecedo, V. Valcárcel, M. Gómez [et al.] // Adv. Eng. Mater. ― 2007. ― Vol. 9, № 7. ― P. 600‒603.
34. Wang, T. Synthesis and thermal conductivities of the biomorphic Al2O3 fibers derived from silk template / T. Wang, S. Kong, Y. Jia [et al.] // Int. J. Appl. Ceram. Technol. ― 2013. ― Vol. 10, № 2. ― P. 285‒292.
35. Cooke, T. F. Fibrous composites: thermomechanical properties / T. F. Cooke // Concise Encyclopedia of Composite Materials. ― 1995. ― 378 p.
36. Chawla, K. K.Fibrous materials / K. K. Chawla.― Cambridge University Press, 1998. ― 309 p.
37. Апухтина, Т. Л. Армирующие волокна карбида кремния с защитными стеклокерамическими покрытиями / Т. Л. Апухтина, Г. И. Щербакова, Д. В. Сидоров [и др.] // Неорганические материалы. ― 2015. ― Т. 51, № 8. ― С. 872‒877.
38. Bai, S. Microstructure of dumbbell-shaped biomimetic SiC whiskers / S. Bai, H. Cheng, G. Su [et al.] // Chinese Journal of Materials Research (China). ― 2000. ― Vol. 14, № 5. ― P. 469‒474.
39. Zheng, J. In situ growth of SiC whisker in pyrolyzed monolithic mixture of AHPCS and SiC / J. Zheng, M. J. Kramer, M. Akinc // J. Am. Ceram. Soc. ― 2000. ― Vol. 83, № 12. ― P. 2961‒2966.
40. Zhi-liang, J. I. N.Performance and application of the complex material reinforced by whiskers [J] / J. I. N. Zhi-liang, L. Sheng-li, L. I. Wu // Journal of Salt Lake Research. ― 2003. ― Vol. 4. ― P. 10‒21.
41. Baldacim, S. A. Mechanical properties evaluation of hotpressed Si3N4‒SiCw composites / S. A. Baldacim, C. Santos, O. M. M. Silva, C. R. M. Silva // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. ― 2003. ― Vol. 21, № 5/6. ― P. 233‒239.
42. Baldacim, S. A. Development and characterization by HRTEM of hot-pressed Si3N4‒SiCw composites / S. A. Baldacim, C. Santos, K. Strecker, O. M. M. Silva, C. R. M. Silva // J. Mater. Proc. Technol. ― 2005. ― Vol. 169, № 3. ― P. 445‒451.
43. Neergaard, L. J.Mechanical properties of beta-silicon nitride whisker/silicon nitride matrix composites / L. J. Neergaard, J. Homeny // 13th Annual Conference on Composites and Advanced Ceramic Materials, Part 2 of 2. ― John Wiley & Sons. ― 2009. ― Vol. 118. ― P. 1049‒1062.
44. Zhang, H. Synthesis and characterization of hydroxyapatite whiskers by hydrothermal homogeneous precipitation using acetamide / H. Zhang, B. W. Darvell // Acta Вiomaterialia. ― 2010. ― Vol. 6, № 8. ― Р. 3216‒3222.
45. Bertram, B. Properties and applications of ceramic composites containing silicon carbide whiskers / B. Bertram, R. Gerhardt // Properties and Applications of Silicon Carbide. ― InTech. ― 2011. ― Р. 197‒230.
46. Buckley, J. D.Carbon-carbon materials and composites /J. D. Buckley, D. D. Edie// William Andrew. ― 1993. ― Vol. 1254. ― 280 р.
47. Chand, S. Review carbon fibers for composites / S. Chand // J. Mater. Sci. ― 2000. ― Vol. 35, № 6. ― Р. 1303‒1313.
48. Vigolo, B.Macroscopic fibers and ribbons of oriented carbon nanotubes / B. Vigolo, A. Penicaud, C. Coulon [et al.] // Science. ― 2000. ― Vol. 290, № 5495. ― Р. 1331‒1334.
49. Morgan, P. Carbon fibers and their composites / P. Morgan. ― CRC press. ― 2005. ― 1132 р.
50. Chung, D. D. L. Carbon fiber composites / D. D. L. Chung, D. Chung // Butterworth-Heinemann. ― 2012. ― 216 р.
51. Rubin, L. Applications of carbon-carbon / L. Rubin // Carbon–Carbon Materials and Composites. ― 1993. ― Р. 267‒281.
52. Gardner, S. D. Surface characterization of carbon fibers using angle-resolved XPS and ISS / S. D. Gardner, C. S. Singamsetty, G. L. Booth [et al.] // Carbon. ― 1995. ― Vol. 33, № 5. ― Р. 587‒595.
53. Savage, E. Carbon-carbon composites / E. Savage. ― Springer Science & Business Media, 2012. ― 388 р.
54. Баринов, C. M. Прочность технической керамики / C. M. Баринов, В. Я. Шевченко. ― М. : Наука, 1996. ― 159 с.
55. Naslain, R. The concept of layered interphases in SiC/SiC / R. Naslain // American Ceramic Society, Westerville, OH (United States). ― 1995. ― № 58. ― Р. 23‒39.
56. Naslain, R. R. Interphases in ceramic matrix composites / R. R. Naslain // Ceram. Trans. ― 1996. ― Vol. 79. ― Р. 37‒52.
57. Kerans, R. J. Issues in the control of fiber-matrix interface properties in ceramic composites / R. J. Kerans // Scripta Metallurgica et Materialia (United States). ― 1994. ― Vol. 31, № 8. ― P. 1079‒1084.
58. Taguchi, T.Fabrication of advanced SiC fiber/F-CVI SiC matrix composites with SiC/C multi-layer interphase /T. Taguchi, T. Nozawa, N. Igawa [et al.] // J. Nucl. Mater. ― 2004. ― Vol. 329. ― P. 572‒576.
59. Katoh, Y. Mechanical properties of thin pyrolitic carbon interphase SiC-matrix composites reinforced with nearstoichiometric SiC fibers / Y. Katoh, T. Nozawa, L. L. Snead // J. Am. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 88, № 11. ― P. 3088‒3095.
60. Liu, H. Effects of the single layer CVD SiC interphases on the mechanical properties of the SiCf/SiC composites fabricated by PIP process / H. Liu, H. Cheng, J. Wang, G. Tang // Ceram. Int. ― 2010. ― Vol. 36, № 7. ― P. 2033‒2037.
61. Liu, H. Dielectric properties of the SiC fiber-reinforced SiC matrix composites with the CVD SiC interphases / H. Liu, H. Cheng, J. Wang, G. Tang // J. Alloys Compd. ― 2010. ― Vol. 491, № 1/2. ― P. 248‒251.
62. Baldus, P. Ceramic fibers for matrix composites in hightemperature engine applications / P. Baldus, M. Jansen, D. Sporn // Science. ― 1999. ― Vol. 285, № 5428. ― P. 699‒703.
63. Wuchina, E. UHTCs: ultra-high temperature ceramic materials for extreme environment applications / E. Wuchina, E. Opila, M. Opeka,W. Fahrenholtz, I. Talmy // Electrochem. Soc. Interface. ― 2007. ― Vol. 16, № 4. ― P. 30‒36.
64. Плясункова, Л. А. Микроструктура и свойства армированных керамоматричных композитов с матрицами Si3N4 и SiC / Л. А. Плясункова // Диссертация на соискание степени кандидата технических наук. ― 2012. ― 159 с.
65. Gerhardt, R. A. Volume fraction and whisker orientation dependence of the electrical properties of SiC whisker reinforced mullite composites / R. A. Gerhardt, R. Ruh // J. Am. Ceram. Soc. ― 2001. ― Vol. 84, № 10. ― P. 2328‒2334.
66. Fei, W. D. Thermal expansion and thermal mismatch stress relaxation behaviors of SiC whisker reinforced aluminum composite / W. D. Fei, M. Hu, C. K. Yao // Mater. Chem. Phys. ― 2003. ― Vol. 77, № 3. ― P. 882‒888.
67. Garnier, V. Influence of SiC whisker morphology and nature of SiC/Al2O3 interface on thermomechanical properties of SiC reinforced Al2O3 composites /V. Garnier, G. Fantozzi, D. Nguyen[et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 25, № 15. ― P. 3485‒3493.
68. Nakao, W. Critical crack-healing condition for SiC whisker reinforced alumina under stress / W. Nakao, M. Ono, S. K. Lee [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 25, № 16. ― P. 3649‒3655.
69. Zhang, X. Thermal shock behavior of SiC-whisker-reinforced diboride ultrahigh-temperature ceramics / X. Zhang, L. Xu, S. Du [et al.] // Scripta Mater. ― 2008. ― Vol. 59, № 1. ― P. 55‒58.
70. Suo, J.Influence of an initial hot-press processing step on the mechanical properties of 3D-C/SiC composites fabricated via PIP / J. Suo, Z. Chen, J. Xiao, W. Zheng // Ceram. Int. ― 2005. ― Vol. 31, № 3. ― P. 447‒452.
71. Jian, K. Effects of pyrolysis temperatures on the microstructure and mechanical properties of 2D-Cf/SiC composites using polycarbosilane / K. Jian, Z. H. Chen, Q. S. Ma [et al.] // Ceram. Int. ― 2007. ― Vol. 33, № 1. ― P. 73‒76.
72. Jian, K. Effects of polycarbosilane infiltration processes on the microstructure and mechanical properties of 3D-Cf/SiC composites / K. Jian, Z. H. Chen, Q. S. Ma [et al.] // Ceram. Int. ― 2007. ― Vol. 33, № 6. ― С. 905‒909.
73. Zhu, Y. Z. Correlation of PyC/SiC interphase to the mechanical properties of 3D HTA C/SiC composites fabricated by polymer infiltration and pyrolysis / Y. Z. Zhu, Z. R. Huang, S. M. Dong [et al.] // New Carbon Materials. ― 2007. ― Vol. 22, № 4. ― P. 327‒331.
74. Zhu, Y. Manufacturing 2D carbon-fiber-reinforced SiC matrix composites by slurry infiltration and PIP process / Y. Zhu, Z. R. Huang, S. M. Dong [et al.] // Ceram. Int. ― 2008. ― Vol. 34, № 5. ― P. 1201‒1205.
75. Luo, Z. High-performance 3D SiC/PyC/SiC composites fabricated by an optimized PIP process with a new precursor and a thermal molding method / Z. Luo, X. Zhou, J. Yu, F. Wang // Ceram. Int. ― 2014. ― Vol. 40, № 5. ― P. 6525‒6532.
76. Dong, S. M. Microstructural evolution and mechanical performances of SiC/SiC composites by polymer impregnation/microwave pyrolysis (PIMP) process / S. M. Dong, Y. Katoh, A. Kohyama [et al.] // Ceram. Int. ― 2002. ― Vol. 28, № 8. ― P. 899‒905.
77. Dong, R. Polymer impregnation and pyrolysis (PIP) method for the preparation of laminated woven fabric/mullite matrix composites with pseudoductility / R. Dong, Y. Hirata, H. Sueyoshi [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2004. ― Vol. 24, № 1. ― P. 53‒64.
78. Lee, S. G. Polymer impregnation and pyrolysis process development for improving thermal conductivity of SiCp/SiC‒PIP matrix fabrication / S. G. Lee, J. Fourcade, R. Latta, A. A. Solomon // Fusion Eng. Des. –― 2008. ― Vol. 83, № 5/6. ― P. 713‒719.
79. Yin, J. The effects of SiC precursors on the microstructures and mechanical properties of SiCf/SiC composites prepared via polymer impregnation and pyrolysis process / J. Yin, S. H. Lee, L. Feng[et al.] // Ceram. Int. ― 2015. ― Vol. 41, № 3. ― P. 4145‒4153.
80. Kohyama, A. High-performance SiC/SiC composites by improved PIP processing with new precursor polymers / A. Kohyama, M. Kotani, Y. Katoh [et al.] // J. Nucl. Mater. ― 2000. ― Vol. 283. ― P. 565‒569.
81. Kotani, M. Development of SiC/SiC composites by PIP in combination with RS / M. Kotani, A. Kohyama, Y. Katoh // J. Nucl. Mater. ― 2001. ― Vol. 289, № 1/2. ― P. 37‒41.
82. Katoh, Y.Properties and radiation effects in high-temperature pyrolyzed PIP‒SiC/SiC /Y. Katoh, M. Kotani, H. Kishimoto[et al.] // J. Nucl. Mater. ― 2001. ― Vol. 289, № 1/2. ― P. 42‒47.
83. Zhao, S. Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of PIP‒SiC/SiC composites / S. Zhao, X. Zhou, J. Yu, P. Mummery // Mater. Sci. Eng., A. ― 2013. ― Vol. 559. ― P. 808‒811.
84. Gern, F. H. Liquid silicon infiltration: description of infiltration dynamics and silicon carbide formation / F. H. Gern, R. Kochendörfer // Composites Part A. ― 1997. ― Vol. 28, № 4. ― P. 355‒364.
85. Kochendörfer, R. Applications of CMCs made via the liquid silicon infiltration (LSI) technique / R. Kochendörfer, N. Lützenburger // High Temperature Ceramic Matrix Composites. ― 2001. ― P. 275‒287.
86. Margiotta, J. C. Formation of dense silicon carbide by liquid silicon infiltration of carbon with engineered structure / J. C. Margiotta, D. Zhang, D. C. Nagle, C. E. Feeser // J. Mater. Res. ― 2008. ― Vol. 23, № 5. ― P. 1237‒1248.
87. Margiotta, J. C. Microstructural evolution during silicon carbide (SiC) formation by liquid silicon infiltration using optical microscopy /J. C. Margiotta, D. Zhang, D. C. Nagle// Int. J. Refract. Met. Hard Mater. ― 2010. ― Vol. 28, № 2. ― P. 191‒197.
88. Zhou, H. Friction and wear properties of 3D carbon/silicon carbide composites prepared by liquid silicon infiltration / H. Zhou, S. Dong, Y. Ding, Z. Wang, D. Wu // Tribology Letters. ― 2010. ― Vol. 37, № 2. ― P. 337‒341.
89. Li, Z. Preparation and tribological properties of C fibre reinforced C/SiC dual matrix composites fabrication by liquid silicon infiltration / Z. Li, P. Xiao, X. Xiong, B. Y. Huang // Solid State Sciences. ― 2013. ― Vol. 16. ― P. 6‒12.
90. Fan, X. Processing, microstructure and ablation behavior of C/SiC‒Ti3SiC2 composites fabricated by liquid silicon infiltration / X. Fan, X. Yin, L. Wang, L. Cheng, L. Zhang // Corros. Sci. ― 2013. ― Vol. 74. ― P. 98‒105.
91. Fan, X. Improvement of the mechanical and thermophysical properties of C/SiC composites fabricated by liquid silicon infiltration / X. Fan, X. Yin, X. Cao, L. Chen [et al.] // Compos. Sci. Technol. ― 2015. ― Vol. 115. ― P. 21‒27.
92. Dezellus, O. Wetting and infiltration of carbon by liquid silicon / O. Dezellus, S. Jacques, F. Hodaj, N. Eustathopoulos // J. Mater. Sci. ― 2005. ― Vol. 40, № 9/10. ― P. 2307‒2311.
93. Krenkel, W. Cost effective processing of CMC composites by melt infiltration (LSI-process) /W. Krenkel// Ceramic Engineering and Science Proceedings. ― 2009. ― P. 443‒454.
94. Kumar, S. Capillary infiltration studies of liquids into 3D-stitched C–C preforms: Part B: Kinetics of silicon infiltration / S. Kumar, A. Kumar, R. Devi, A. Shukla, A. K. Gupta // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2009. ― Vol. 29, № 12. ― P. 2651‒2657.
95. Patel, M. High temperature C/C–SiC composite by liquid silicon infiltration: a literature review / M. Patel, K. Saurabh, V. B. Prasad, J. Subrahmanyam // Bull. Mater. Sci. ― 2012. ― Vol. 35, № 1. ― P. 63‒73.
96. Naslain, R. Materials design and processing of high temperature ceramic matrix composites: state of the art and future trends / R. Naslain // Adv. Compos. Mater. ― 1999. ― Vol. 8, № 1. ― P. 3‒16.
97. Yoshida, K.Processing and microstructure of silicon carbide fiber-reinforced silicon carbide composite by hot-pressing / K. Yoshida, M. Imai, T. Yano // J. Nucl. Mater. ― 1998. ― Vol. 258. ― P. 1960‒1965.
98. Yano, T. Fabrication of silicon carbide fiber-reinforced silicon carbide composite by hot-pressing / T. Yano, K. Budiyanto, K. Yoshida, T. Iseki // Fusion Eng. Des. ― 1998. ― Vol. 41, № 1/4. ― P. 157‒163.
99. Келина, И. Ю. Поведение дискретных и непрерывных SiC и С волокон в матрице нитрида кремния при горячем прессовании / И. Ю. Келина, Н. И. Ершова, Л. А. Плясункова [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2000. ― № 11. ― С. 37‒44. [Kelina, I. Yu. Behavior of discrete and continuous SiC and C fibers in a silicon nitride matrix under conditions of hot pressing / I. Yu. Kelina, N. I. Ershova, L. A. Plyasunkova [et al.] // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2000. ― Vol. 41, № 11/12. ― С. 405‒411.]
100. Kelina, I. Yu. High-temperature oxidation resistance of ceramic matrix Si3N4/Cf composites / I. Yu. Kelina, L. A. Plyasunkova, L. A. Chevykalova // Powder Metall. Met. Ceram. ― 2003. ― Vol. 42, № 11/12. ― P. 592‒595.
101. Параносенков, В. П. Композит SiC‒Сf с покрытием из SiC на углеродных волокнах / В. П. Параносенков, А. С. Шаталин, А. А. Чикина [и др.] // Перспективные материалы. ― 2003. ― № 5. ― С. 20‒24.
102. Dong, S. Preparation of SiC/SiC composites by hot pressing, using tyranno-SA fiber as reinforcement / S. Dong, Y. Katoh, A. Kohyama// J. Am. Ceram. Soc. ― 2003. ― Vol. 86, № 1. ― P. 26‒32.
103. Келина, И. Ю. Сопротивление высокотемпературному окислению керамических матричных композитов Si3N4/Cf / И. Ю. Келина, Л. А. Плясункова, Л. А. Чевыкалова // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2003. ― № 5. ― С. 7‒11. [Kelina, I. Yu. Resistance of Si3N4/Cf ceramic-matrix composites to high-temperature oxidation / I. Yu. Kelina, L. A. Plyasunkova, L. A. Chevykalova // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2003. ― Vol. 44, № 4. ― С. 249‒253.]
104. Плясункова, Л. А. Исследование микроструктуры керамоматричных композитов в системе SiС‒Cf / Л. А. Плясункова, В. П. Параносенков, В. Н. Рудыкина, И. Ю. Келина // Новые огнеупоры. ― 2004. ― № 10. ― С. 41‒46. [Plyasunkova, L. A. Study of the microstructure of ceramic matrix composites in the SiC‒Cf system / L. A. Plyasunkova, V. P. Paranosenkov, V. N. Rudykina, I. Yu. Kelina// Refractories and Industrial Ceramics. ― 2005. ― Vol. 46, № 1. ― С. 7‒11.]
105. Плясункова, Л. А. Микроструктура и механические свойства керамических матричных композитов Si3N4‒SiCf / Л. А. Плясункова, И. Ю. Келина, Л. А. Чевыкалова // Новые огнеупоры. ― 2013. ― № 5. ― С. 28‒34. [Plyasunkova, L. A. Microstructure and properties of ceramic matrix composites in the system Si3N4‒SiCf / L. A. Plyasunkova, I. Y. Kelina, L. A. Chevykalova // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2013. ― Vol. 54, № 3. ― С. 196‒202.]
106. Yu, H. W. Fabrication of the tube-shaped SiCf/SiC by hot pressing / H. W. Yu, P. Fitriani, S. Lee [et al.] // Ceram. Int. ― 2015. ― Vol. 41, № 6. ― P. 7890‒7896.
107. Wu, C. M. L. Synthesis of an Al2O3/Al co-continuous composite by reactive melt infiltration / C. M. L. Wu, G. W. Han // Mater. Charact. ― 2007. ― Vol. 58, № 5. ― P. 416‒422.
108. Jiang, G. Effect of graphitization on microstructure and tribological properties of C/SiC composites prepared by reactive melt infiltration / G. Jiang, J. Yang, Y. Xu [et al.] // Comp. Sci. Technol. ― 2008. ― Vol. 68, № 12. ― P. 2468‒2473.
109. Румянцев, И. А. Облегченные композиционные керметы, полученные методом титанирования / И. А. Румянцев, С. Н. Перевислов // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 7. ― C. 54‒57. [Rumyantsev, I. A. Lightweight composite cermets obtained by titanium-plating / I. A. Rumyantsev, S. N. Perevislov // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2017. ― Vol. 58, № 4. ― P. 405‒409.]
110. Zou, L. Microstructural development of a Cf/ZrC composite manufactured by reactive melt infiltration / L. Zou, N. Wali, J. M. Yang, N. P. Bansal // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2010. ― Vol. 30, № 6. ― P. 1527‒1535.
111. Wang, Y. Reaction kinetics and ablation properties of C/C‒ZrC composites fabricated by reactive melt infiltration / Y. Wang, X. Zhu, L. Zhang, L. Cheng // Ceram. Int. ― 2011. ― Vol. 37, № 4. ― P. 1277‒1283.
112. Zou, L. Microstructural characterization of a Cf/ZrC composite manufactured by reactive melt infiltration / L. Zou, N. Wali, J. M. Yang, N. P. Bansal, D. Yan // International Journal of Applied Ceramic Technology. ― 2011. ― Vol. 8, № 2. ― P. 329‒341.
113. Tong, Y. C/C‒ZrC composite prepared by chemical vapor infiltration combined with alloyed reactive melt infiltration /Y. Tong, S. Bai, K. Chen// Ceram. Int. ― 2012. ― Vol. 38, № 7. ― P. 5723‒5730.
114. Zhu, Y. Preparation of carbon fiber-reinforced zirconium carbide matrix composites by reactive melt infiltration at relative low temperature / Y. Zhu, S. Wang, W. Li, S. Zhang, Z. Chen // Scripta Mater. ― 2012. ― Vol. 67, № 10. ― P. 822‒825.
115. Zhang, C. Influence of pyrocarbon amount in C/C preform on the microstructure and properties of C/ZrC composites prepared via reactive melt infiltration / C. Zhang, Y. Zhang, H. Hu // Mater. Des. ― 2014. ― Vol. 58. ― P. 570‒576.
116. Zhang, S. Preparation of ZrB2 based composites by reactive melt infiltration at relative low temperature / S. Zhang, S. Wang, W. Li, Y. Zhu, Z. Chen // Mater. Lett. ― 2011. ― Vol. 65, № 19/20. ― P. 2910‒2912.
117. Cao, X. Effect of PyC interphase thickness on mechanical behaviors of SiBC matrix modified C/SiC composites fabricated by reactive melt infiltration / X. Cao, X. Yin, X. Fan, L. Cheng, L. Zhang // Carbon. ― 2014. ― Vol. 77. ― P. 886‒895.
118. Zhang, S. Fabrication of ZrB2‒ZrC-based composites by reactive melt infiltration at relative low temperature / S. Zhang, S. Wang, Y. Zhu, Z. Chen // Scripta Mater. ― 2011. ― Vol. 65, № 2. ― P. 139‒142.
119. Yang, X. Microstructure and mechanical properties of C/C‒ZrC‒SiC composites fabricated by reactive melt infiltration with Zr, Si mixed powders / X. Yang, Z. Su, Q. Huang, X. Fang, L. Chai // J. Mater. Sci. Technol. ― 2013. ― Vol. 29, № 8. ― P. 702‒710.
120. Zhang, C. Preparation and properties of carbon fiber reinforced ZrC‒ZrB2 based composites via reactive melt infiltration / C. Zhang, Y. Zhang, H. Hu // Composites Part B. ― 2014. ― Vol. 60. ― С. 222‒226.
121. Pi, H. C/SiC‒ZrB2‒ZrC composites fabricated by reactive melt infiltration with ZrSi2 alloy / H. Pi, S. Fan, Y. Wang // Ceram. Int. ― 2012. ― Vol. 38, № 8. ― P. 6541‒6548.
122. Esfehanian, M. Development of a high temperature Cf/XSi2‒SiC (X = Mo, Ti) composite via reactive melt infiltration / M. Esfehanian, J. Günster, F. Moztarzadeh, J. G. Heinrich // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2007. ― Vol. 27, № 2/3. ― P. 1229‒1235.
123. Kim, W. J. Effect of a SiC whisker formation on the densification of Tyranno SA/SiC composites fabricated by the CVI process / W. J. Kim, S. M. Kang, J. Y. Park, W. S. Ryu // Fusion Eng. Des. ― 2006. ― Vol. 81, № 8/14. ― P. 931‒936.
124. Qiangang, F. Microstructure and growth mechanism of SiC whiskers on carbon/carbon composites prepared by CVD / F. Qiangang, L. Hejun, S. Xiaohong [et al.] // Mater. Lett. ― 2005. ― Vol. 59, № 19/20. ― P. 2593‒2597.
125. Delhaes, P. Chemical vapor infiltration processes of carbon materials / P. Delhaes // Fibers and Composites. ― CRC Press. ― 2003. ― С. 97‒121.
126. Streitwieser, D. A. Application of the chemical vapor infiltration and reaction (CVI-R) technique for the preparation of highly porous biomorphic SiC ceramics derived from paper / D. A. Streitwieser, N. Popovska, H. Gerhard, G. Emig // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 25, № 6. ― P. 817‒828.
127. Streitwieser, D. A. Optimization of the ceramization process for the production of three-dimensional biomorphic porous SiC ceramics by chemical vapor infiltration (CVI) / D. A. Streitwieser, N. Popovska, H. Gerhard // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2006. ― Vol. 26, № 12. ― P. 2381‒2387.
128. Popovska, N. Paper derived biomorphic porous titanium carbide and titanium oxide ceramics produced by chemical vapor infiltration and reaction (CVI-R) / N. Popovska, D. A. Streitwieser, C. Xu, H. Gerhard // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 25, № 6. ― P. 829‒836.
129. Li, X. Effect of chemical vapor infiltration of SiC on the mechanical and electromagnetic properties of Si3N4–SiC ceramic / X. Li, L. Zhang, X. Yin, L. Feng, Q. Li // Scripta Mater. ― 2010. ― Vol. 63, № 6. ― P. 657‒660.
130. Wang, H. Fabrication of SiCf/SiC composites by chemical vapor infiltration and vapor silicon infiltration / H. Wang, X. Zhou, J. Yu, Y. Cao, R. Liu // Mater. Lett. ― 2010. ― Vol. 64, № 15. ― P. 1691‒1693.
131. Chen, Z. К. Phase composition and morphology of TaC coating on carbon fibers by chemical vapor infiltration / Z. K. Chen, X. Xiong, B. Y. Huang [et al.] // Thin Solid Films. ― 2008. ― Vol. 516, № 23. ― P. 8248‒8254.
132. Li, X. Effect of chemical vapor infiltration of Si3N4 on the mechanical and dielectric properties of porous Si3N4 ceramic fabricated by a technique combining 3-D printing and pressureless sintering / X. Li, L. Zhang, X. Yin // Scripta Mater. ― 2012. ― Vol. 67, № 4. ― С. 380‒383.
133. Naslain, R. Boron-bearing species in ceramic matrix composites for long-term aerospace applications / R. Naslain, A. Guette, F. Rebillat, R. Pailler [et al.] // J. Solid State Chem. ― 2004. ― Т. 177, № 2. ― С. 449‒456.
134. Wang, Y. Preparation and properties of 2D C/ZrB2‒SiC ultra high temperature ceramic composites / Y. Wang, W. Liu, L. Cheng, L. Zhang // Mater. Sci. Eng. A. ― 2009. ― Vol. 524, № 1/2. ― P. 129‒133.
135. Semyannikov, P. P. Chemical vapor infiltration method for deposition of gold nanoparticles on porous alumina supports / P. P. Semyannikov, B. L. Moroz, S. V. Trubin [et al.] // J. Struct. Chem. ― 2006. ― Vol. 47, № 3. ― P. 458‒464.
136. Келина, И. Ю.Композиционные материалы на основе нитрида кремния с широким спектром регулируемых свойств / И. Ю. Келина, Н. И. Ершова, Л. А. Плясункова // Конструкции из композиционных материалов. ― 2001. ― № 2. ― С. 20‒24.
137. Wasanapiarnpong, T. Effect of post-sintering heattreatment on thermal conductivity of Si3N4 ceramics containing different additives / T. Wasanapiarnpong, S. Wada, M. Imai, T. Yano // J. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 113, № 6. ― P. 394‒399.
138. Bucevac, D. Correlation between fracture toughness and microstructure of seeded silicon nitride ceramics / D. Bucevac, S. Boskovic, B. Matovic, Lj. Zivkovicetal // J. Mater. Sci. ― 2007. ― Vol. 42. ― P. 7920‒7926.
139. Лысенков, А. С. Получение керамики на основе порошков нитрида кремния методом СВС / А. С. Лысенков, Ю. Ф. Каргин, А. И. Захаров [и др.] // Успехи в химии и химической технологии. ― 2007. ― Т. 21, № 7. ― С. 70‒72.
140. Каргин, Ю. Ф. Микроструктура и свойства керамики из нитрида кремния с добавками алюминатов кальция / Ю. Ф. Каргин, А. С. Лысенков, С. Н. Ивичева [и др.] // Неорганические материалы. ― 2010. ― Т. 46, № 7. ― С. 892‒896.
141. Перевислов, С. Н. Жидкофазно-спеченные материалы на основе нитрида кремния с оксидными добавками в системе MgO‒Y2O3‒Al2O3 / С. Н. Перевислов // Перспективные материалы. ― 2013. ― № 10. ― С. 47‒53.
142. Перевислов, С. Н. Реакционно-спеченные композиционные материалы на основе нитрида-карбида кремния / С. Н. Перевислов // Вопросы материаловедения. ― 2013. ― Т. 74, № 2. ― С. 45‒52.
143. Zhu, X. Post-densification behavior of reaction-bonded silicon nitride (RBSN): effect of various characteristics of RBSN / X. Zhu, Y. Zhou, K. Hirao // J. Mater. Sci. ― 2004. ― Vol. 39, № 18. ― P. 5785‒5797.
144. Lee, J. S. Effect of raw-Si particle size on the properties of sintered reaction-bonded silicon nitride / J. S. Lee, J. H. Mun, B. D. Han [et al.] // Ceram. Int. ― 2004. ― Vol. 30, № 6. ― P. 965‒976.
145. Zhu, X. Effect of sintering additive composition on the processing and thermal conductivity of sintered reaction bonded Si3N4 / X. Zhu, Y. Zhou, K. Hirao // J. Am. Ceram. Soc. ― 2004. ― Vol. 87, № 7. ― P. 1398‒1400.
146. Müller, M. Processing of micro-components made of sintered reaction-bonded silicon nitride (SRBSN). Part 1: Factors influencing the reaction-bonding process / M. Müller, W. Bauer, R. Knitter // Ceram. Int. ― 2009. ― Vol. 35, № 7. ― P. 2577‒2585.
147. Müller, M. Processing of micro-components made of sintered reaction-bonded silicon nitride (SRBSN). Part 2: Sintering behaviour and micro-mechanical properties / M. Müller, J. Rögner, B. Okolo, W. Bauer, R. Knitter // Ceram. Int. ― 2010. ― Vol. 36, № 2. ― P. 707‒717.
148. Перевислов, С. Н. Исследование структуры и прочностных свойств жидкофазно-спеченной карбидокремниевой керамики / С. Н. Перевислов // Деформация и разрушение материалов. ― 2013. ― № 5. ― С. 25‒31.
149. Kim, J.-Y. R-curve behaviour and microstructure of liquidphase sintered α-SiC / J.-Y. Kim, H.-G. An, Y.-W. Kim, M. Mitomo // J. Mater. Sci. ― 2000. ― Vol. 35. ― P. 3693‒3697.
150. Nagano, T. Superplasticity of liquid-phase-sintered β-SiC with Al2O3‒Y2O3‒AlN additions in an N2 atmosphere / T. Nagano, K. Kaneko // J. Am. Ceram. Soc. ― 2000. ― Vol. 83, № 10. ― Р. 2497‒2502.
151. Kim, Y.-W. Microstructure control of liquid-phase sintered β-SiC by seeding / Y.-W. Kim, M. Mitomo, G.-D. Zhan // J. Mater. Sci. Lett. ― 2001. ― Vol. 20. ― P. 2217‒2220.
152. Zhan, G.–D. Effect of β–to–α phase transformation on the microstructural development and mechanical properties of fine-grained silicon carbide ceramics / G.-D. Zhan, R.-J. Xie, M. Mitomo, Y.-W. Kim // J. Am. Ceram. Soc. ― 2001. ― Vol. 84, № 5. ― P. 945‒950.
153. Mandal, S. Gas pressure sintering of β-SiC ‒ γ-AlON composite in nitrogen/argon environment / S. Mandal, A. S. Sanyal, K. K. Dharupta, S. Ghatak // Ceram. Int. ― 2001. ― Vol. 27. ― P. 473‒479.
154. Kim, W. Texture development and phase transformation in liquid-phase-sintered SiC ceramics /W. Kim, Y.-W. Kim, M.-H. Choi // Mater. Sci. Forum. ― 2002. ― Vol. 408‒412. ― P. 1693‒1698.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Перевислов С.Н., Томкович М.В., Лысенков А.С., Фролова М.Г. Методы получения и свойства армированных конструкционных материалов. Новые огнеупоры. 2018;(10):37-48. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-10-37-48
For citation: Perevislov S.N., Tomkovich M.V., Lysenkov A.S., Frolova M.G. The preparation methods and the properties of the reinforced engineering materials. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2018;(10):37-48. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-10-37-48
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.