.png)
.png)
Email this article 
The preparation methods and the properties of the reinforced engineering materials
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-10-37-48
Abstract
The literature review is presented concerned with the preparation methods and with the signature features of the carbide, nitride and boride transition engineering materials reinforced by means of flaments and fbrous crystals. The review concerns also the covalent bonding (SiC, Si3N4) and Al2O3 compositions. The fber's and fbrous crystal's basic properties were investigated.Ill. 10. Ref. 154. Tab. 11.
About the Authors
S. N. PerevislovRussian Federation
M. V. Tomkovich
Russian Federation
A. S. Lysenkov
Russian Federation
M. G. Frolova
Russian Federation
References
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.
Supplementary files
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. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-10-37-48
Refbacks
- There are currently no refbacks.