Получение пористого карбосилицида титана и его жаростойкость


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-1-57-62

Полный текст:




Аннотация

Представлены результаты исследований получения карбосилицида титана пористостью 20, 40 и 60 %. Экспериментальные образцы получены с использованием порообразователя в виде кристаллов NaCl. С помощью термомеханического анализа охарактеризованы процессы спекания пористых образцов при температуре до 1300 оС. Методом оптической микроскопии исследована поровая структура на макро- и микромасштабном уровнях. Выявлен характер окисления исследуемых образцов по изменению их массы от продолжительности испытаний и глубины проникновения коррозии на воздухе при 1100 оС. Методами рентгеноструктурного анализа и КР-спектроскопии установлено, что при высокотемпературном окислении формируется преимущественно оксид титана в форме рутила.

Об авторах

А. А. Сметкин
ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Россия
к. т. н.
г. Пермь


В. Г. Гилёв
ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Россия
к. т. н.
г. Пермь


М. Н. Каченюк
ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Россия
к. т. н.
г. Пермь


Д. С. Вохмянин
ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Россия
г. Пермь


Список литературы

1. Potoczek, M. Porosity effect on microstructure, mechanical, and fluid dynamic properties of Ti 2 AlC by direct foaming and gel-casting / M. Potoczek, A. Chmielarz, M. D. M. Innocentini [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. ― 2018. ― Vol. 101. ― P. 5346‒5357. DOI:10.1111/jace.15802.

2. Amini, S. Processing, microstructural characterization, and mechanical properties of a Ti 2 AlC/nanocrystalline Mg-matrix composite / S. Amini, C. Y. Ni, M. W. Barsoum // Compos. Sci. Technol. ― 2009. ― Vol. 69. ― P. 414. DOI:10.1016/j.compscitech.2008.11.007.

3. Amini, S. On the effect of texture on the mechanical properties of nanocrystalline Mg-matrix composites reinforced with MAX phases / S. Amini, M. W. Barsoum // Mater. Sci. Eng. A. ― 2010. ― Vol. 527. ― P. 3707‒3718. DOI:10.1016/j.msea.2010.01.073.

4. Kontsos, A. Nanocrystalline Mg-MAX composites: mechanical behavior characterization via acoustic emission monitoring / A. Kontsos, T. Loutas, V. Kostopoulos [et al.] // Acta Mater. ― 2011. ― Vol. 59. ― P. 5716‒5727. DOI:10.1016/j.actamat.2011.05.048.

5. Brodnikovskii, N. P. Structure and mechanical properties of porous titanosilicon carbide Ti3 SiC 2 / N. P. Brodnikovskii, M. P. Burka, D. G. Verbilo [et al.] // Powder Metall. Met. Ceram. ― 2003. ― Vol. 42. ― P. 424‒432.

6. Firstov, S. A. Mechanical properties of porous Ti3 SiC2 /TiC and Ti4 AlN3 /TiN nanolaminates at 20 to 1300 °C / S. A. Firstov, V. F. Gorban, I. I. Ivanova, E. P. Pechkovskii // Powder Metall. Met. Ceram. ― 2010. ― Vol. 49. ― P. 414‒423. DOI:10.1007/s11106-010-9252-2.

7. Firstov, S. A. Effect of the composition and porosity of sintered titanium nanolaminates on their mechanical properties at high temperatures / S. A. Firstov, E. P. Pechkovskii, I. I. Ivanova [et al.] // Strength Mater. ― 2006. ― Vol. 38, № 6. ― P. 24‒36. DOI:10.1007/s11223006-0084-8.

8. Zhang, H. Pore formation process of porous Ti3 SiC2 fabricated by reactive sintering / H. Zhang, X. Liu, Y. Jiang // Materials. ― 2017. ― № 10 (2). ― Р. 163. DOI:10.3390/ma10020163.

9. Hu, L. Simple, inexpensive synthesis of damagetolerant MAX phase foams / L. Hu, I. Karaman, M. Radovic // Am. Ceram. Soc. Bull. ― 2013. ― Vol. 92, № 5. ― P. 31, 32.

10. Лепакова, О. К. Синтез, фазовый состав, структура и прочностные свойства пористых материалов на основе соединения Ti3 SiC 2 / О. К. Лепакова, В. И. Итин, Е. Г. Астафурова [и др.] // Физическая мезомеханика. ― 2016. ― № 2. ― С. 108‒113.

11. Sun, Z. Preparation of reticulated MAX-phase support with morphology-controllable nanostructured ceria coating for gas exhaustcatalyst devices / Z. Sun, Y. Lang, M. Li, Y. Zhou // J. Am. Ceram. Soc. ― 2010. ― Vol. 93. ― P. 2591. DOI:10.1111/j.1551-2916.2010.03776.x.

12. Thomas, T. Fabrication techniques to produce micro and macro porous MAX-phase Ti 2 AlC ceramic / T. Thomas. ― University of Bath, 2014.

13. Bowen, C. Macro-porous Ti 2 AlC MAX-phase ceramics by the foam replication method / C. Bowen, T. Thomas // Ceram. Int. ― 2015. ― Vol. 41. ― P. 12178‒12185. DOI:10.1016/j.ceramint.2015.06.038.

14. Torres, Y. Processing and characterization of porous titanium for implants by using NaCl as space holder / Y. Torres, J. J. Pavón, J. A. Rodríguez // J. Mater. Process. Technol. ― 2012. ― Vol. 212. ― P. 1061. DOI:10.1016/j.jmatprotec.2011.12.015.

15. Metal Foams: Fundamentals and Applications ; ed. by Nihad Dukhan. ―. DEStech Publications, Inc., 2013. ― 458 p. DOI:10.1016/j.applthermaleng.2013.07.002.

16. Wenjuan, N. Processing and properties of porous titanium using space holder technique / N. Wenjuan, B. Chenguang, Q. Guibao, W. Qiang // Mater. Sci. Eng. A. ― 2009. ― Vol. 506. ― P. 148. DOI:10.1016/j.msea.2008.11.022.

17. Wen, C. E. Processing of biocompatible porous Ti and Mg / C. E. Wen, M. Mabuchi, M. Yamada [et al.] // Scripta Mater. ― 2001. ― Vol. 45. ― P. 1147. DOI:10.1016/S13596462(01)01132-0.

18. Esen, Z. Processing of titanium foams using magnesium spacer particles / Z. Esen, S. Bor // Scripta Mater. ― 2007. ― Vol. 56. ― P. 341. DOI:10.1016/j.scriptamat.2006.11.010.

19. Gonzalez-Julian, J. Processing and characterization of porous Ti 2 AlC using space holder technique / J. Gonzalez-Julian, M. Bram // Key Eng. Mater. ― 2016. ― Vol. 704. ― P. 197‒203. DOI:10.4028/www.scientific.net/KEM.704.197.

20. Kim, I.-H. Compression temperature and binder ratio on a process for fabrication of open-celled porous Ti / I.-H. Kim, W. Lee, S.-H. Ko, J. M. Jang // Mater. Res. Bull. ― 2010. ― Vol. 45. ― P. 355. DOI:10.1016/j.materresbull.2009.12.002.

21. Gu, Y. W. Synthesis and bioactivity of porous Ti alloy prepared by foaming with TiH 2 / Y. W. Gu, M. S. Yong, B. Y. Tay, C. S. Lim // Mater. Sci. Eng. C. ― 2009. ― Vol. 29. ― P. 1515. DOI:10.1016/j.msec.2008.11.003.

22. Velasco, B. MAX phase Ti 2 AlC foams using a leachable space-holder material / B. Velasco, E. Gordo, S. A. Tsipas // J. Alloys Compd. ― 2015. ― Vol. 646. ― P. 1036‒1042. DOI:10.1016/j.jallcom.2015.05.235.

23. Hu, L. Processing and characterization of porous Ti 2 AlC with controlled porosity and pore size / L. Hu, R. Benitez, S. Basu [et al.] // Acta Mater. ― 2012. ― Vol. 60. ― P. 6266‒6277. DOI:10.1016/j.actamat.2012.07.052.

24. Velasco, B. Influence of porosity on elastic properties of Ti 2 AlC and Ti3 SiC 2 MAX phase foams / B. Velasco, E. Gordo, L. Hu [et al.] // J. Alloys Compd. ― 2018. ― Vol. 764. ― P. 24‒35. DOI:10.1016/j.jallcom.2018.06.027.

25. Гегузин, Я. Е. Физика спекания ; 2-е изд., перераб. и доп. / Я. Е. Гегузин. ― М. : Наука, 1984. ― 312 с.

26. Firstov, S. A. High-temperature short-term and long hardness of sintered compact and porous titaniumsiliceous carbide Ti3 SiC 2 / S. A. Firstov, E. P. Pechkovsky // Science and Sintering. ― 2004. ― Vol. 36, № 1. ― P. 11‒20. https://doi.org/10.2298/SOS0401011F.

27. Antsiferov, V. N. Role of bulk and mass effects of reactions in reaction sintering processes / V. N. Antsiferov, V. G. Gilev // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. ― 2016. ― Vol. 57, № 7. ― Р. 715‒722. (Scopus). DOI:10.3103/S1067821216070026.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Сметкин А.А., Гилёв В.Г., Каченюк М.Н., Вохмянин Д.С. Получение пористого карбосилицида титана и его жаростойкость. Новые огнеупоры. 2020;(1):57-62. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-1-57-62

For citation: Smetkin A.A., Gilev V.G., Kachenyuk M.N., Vokhmyanin D.S. Obtaining porous titanium carbosilicide and its heat resistance. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2020;(1):57-62. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-1-57-62

Просмотров: 360

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)