Стеклокристаллические прекурсоры в системах B2O3‒SiO2‒MxOy, где M ― Ti, Zr, Cr, как источник получения высокодисперсных смесей тугоплавких карбидов и боридов


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-2-46-51

Полный текст:




Аннотация

Представлен новый подход к гомогенизации реакционной смеси: создание прекурсоров в стеклокристаллическом состоянии в оксидных системах, содержащих необходимые для совместного синтеза карбидов и боридов элементы, преимущественно перемешанные на молекулярном уровне. Совместным карботермическим восстановлением стеклокристаллических прекурсоров в вакууме при 1600 °С получены высокодисперсные смеси в системах B4C‒SiC‒MB2 (M ― Ti, Cr, Zr) без примесей или с незначительным их содержанием. Вследствие хорошей растворимости TiO2 в силикатоборатном расплаве микроструктура трехкомпонентного образца B4C‒SiC‒TiB2 представлена кристаллами карбида бора размером до 1 мкм, окруженными наночастицами среднего размера 30‒40 нм.

Об авторах

Т. В. Коцарь
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия
К. т. н.


Д. П. Данилович
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия
к. т. н.


С. С. Орданьян
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия
д. т. н.


Список литературы

1. Buyuk, B. Investigation of behaviour of titanium diboride reinforced boron carbide ‒ silicon carbide composites against Cs-137 gamma radioisotope source by using gamma transmission technique / B. Buyuk, A. B. Tugrul, A. C. Akarsu, A. O. Addemir // Proceedings of the International Congress on Advances in Applied Physics and Materials Science (2011, Antalya). ― 2012. ― Vol. 121. ― P. 135‒137.

2. Cho, N. Processing of boron carbide : PhD thesis / N. Cho. ― Georgia : Georgia Institute of Technology, 2006. ― 79 p.

3. Zhu, B. X. Hot-press sintering densification, microstructure and properties of SiC‒TiB2/B4C composites / B. X. Zhu, Y. J. Zhang, H. S. Wang [et al.] // Key Eng. Mater. ― 2014. ― Vols. 602/603. ― P. 488‒493.

4. Thévenot, F. Sintering of boron carbide and boron carbide ‒ silicon carbide two-phase materials and their properties / F. Thévenot // J. Nucl. Mater. ― 1988. ― Vol. 152. ― P. 154‒162.

5. Орданьян, С. С. Физико-химический базис создания новой керамики с участием борсодержащих тугоплавких соединений и практика его реализации / С. С. Орданьян, В. И. Румянцев, Д. Д. Несмелов, Д. В. Кораблев // Новые огнеупоры. ― 2012. ― № 3. ― С. 153‒156.

6. Ordan’yan, S. S. Physicochemical basis of creating new ceramics with participation of boron-containing refractory compounds and its practical implementation / S. S. Ordan’yan, V. I. Rumyantsev, D. D. Nesmelov, D. V. Korablev // Refract. Ind. Ceram. ― 2012. ― Vol. 53, № 3. ― P. 108‒111.

7. Орданьян, С. С. О строении систем SiC‒B4C‒MedB2 и перспективах создания композиционных керамических материалов на их основе / С. С. Орданьян, Д. Д. Несмелов, Д. П. Данилович, Ю. П. Удалов // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. ― 2016. ― № 4. ― С. 41‒50.

8. Удалов, Ю. П. Получение и абразивные свойства эвтектических композиций в системе B4C‒SiC‒TiB2 / Ю. П. Удалов, Е. Е. Валова, С. С. Орданьян // Огнеупоры. ― 1995. ― № 8. ― С. 2, 3.

9. Udalov, Yu. P. Preparation and abrasive properties of eutectic compositions in the B4C‒SiC‒TiB2 system / Yu. P. Udalov, E. E. Valova, S. S. Ordan’yan // Refractories. ― 1995. ― Vol. 36, № 7/8. ― P. 233, 234.

10. Li, W.-J. Preparation of directionally solidified B4C‒ TiB2‒SiC ternary eutectic composites by a floating zone method and their properties / W.-J. Li, R. Tu, T. Goto // Mater. Trans, JIM. ― 2005. ― Vol. 46, № 9. ― P. 2067‒2072.

11. Guo, Q.-L. Preparation of B4C‒ZrB2‒SiC eutectic ceramics by arc melting method / Q.-L. Guo, J.-G. Li, A.-Y. Peng // Frontiers of Materials Science. ― 2010. ― № 4. ― P. 281‒284.

12. Замула, М. В. Электроразрядное спекание тугоплавких композитов систем TiN‒AlN и B4C‒TiB2 / М. В. Замула, А. В. Деревянко, В. Г. Колесниченко [и др.] // Наноструктурное материаловедение. ― 2009. ― № 4. ― С. 69‒76.

13. Сорокин, О. Ю. Керамические композиционные материалы с высокой окислительной стойкостью для перспективных летательных аппаратов (обзор) [Электронный ресурс] / О. Ю. Сорокин, Д. В. Гращенков, С. С. Солнцев, С. А. Евдокимов // Электронный научный журнал «ТРУДЫ ВИАМ». ― 2014. ― № 6. Режим доступа: http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=675, свободный.

14. Aldinger, F. Advanced ceramics and future materials / F. Aldinger, V. A. Weberruss. ― John Wiley and Sons, 2010. ― 520 p.

15. Mukhopadhyay, A. Consolidation-microstructureproperty relationships in bulk nanoceramics and ceramic nanocomposites: a review / A.Mukhopadhyay, B. Basu // Int. Mater. Rev. ― 2007. ― Vol. 5, № 5. ― P. 257‒288.

16. Андриевский, Р. А. Наноструктурные дибориды титана, циркония и гафния: синтез, свойства, размерные эффекты и стабильность / Р. А. Андриевский // Успехи химии. ― 2015. ― Т. 84, № 5. ― С. 540‒554.

17. Andrievski, R. A. Nanostructured titanium, zirconium and hafnium diborides: the synthesis, properties, size effects and stability / R. A. Andrievski // Russian Chemical Reviews. ― 2015. ― Vol. 84, № 45. ― P. 540‒554.

18. Андриевский, Р. А. Наноразмерный карбид кремния: синтез, структура, свойства / Р. А. Андриевский // Успехи химии. ― 2009. ― Т. 78, № 9. ― С. 889‒900.

19. Andrievski, R. A. Nano-sized silicon carbide: synthesis, structure and properties / R. A. Andrievski // Russian Chemical Reviews. ― 2009. ― Vol. 78, № 9. ― P. 821‒831.

20. Андриевский, Р. А. Микро- и наноразмерный карбид бора: синтез, структура и свойства / Р. А. Андриевский // Успехи химии. ― 2012. ― Т. 81, № 6. ― С. 549‒559.

21. Andrievski, R. A. Micro- and nanosized boron carbide: synthesis, structure and properties / R. A. Andrievski // Russian Chemical Reviews. ― 2012. ― Vol. 81, № 6. ― P. 549‒559.

22. Khanra, A. K. Carbothermal synthesis of zirconium diboride (ZrB2) whiskers / A. K. Khanra, L. C. Pathak, M. M. Godkhindi // Advances in Applied Ceramics. ― 2007. ― Vol. 106, № 3. ― P. 155‒160.

23. Portehault, D. A general solution route toward metal boride nanocrystals / D. Portehault, S. Devi, P. Beaunier [et al.] // Angew. Chem. Int. Ed. ― 2011. ― Vol. 50, № 14. ― P. 3262‒3265.

24. Волкова, Л. С. Синтез наноразмерного диборида титана в расплаве безводного тетраборнокислого натрия / Л. С. Волкова, Ю. М. Шульга, С. П. Шилкин // Журнал общей химии. ― 2012. ― Т. 82, № 5. ― С. 709‒712.

25. Volkova, L. S. Synthesis of nano-sized titanium diboride in a melt of anhydrous sodium tetraborate / L. S. Volkova, Yu. M. Shulga, S. P. Shilkin // Russ. J. Gen. Chem. ― 2012. ― Vol. 82, № 5. ― P. 819‒821.

26. Kim, J. W. Mechanochemical synthesis and characterization of TiB2 and VB2 nanopowders / J. W. Kim, J.-H. Shim, J.-P. Ahn // Mater. Lett. ― 2012. ― Vol. 62, № 16. ― P. 2461‒2464.

27. Chamberlain, A. L. Reactive hot pressing of zirconium diboride / A. L. Chamberlain, W. G. Fahrenholtz, G. E. Hilmas // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2009. ― Vol. 29, № 16. ― P. 3401‒3408.

28. Nasiri-Tabrizi, B. Effect of processing parameters on the formation of TiB2 nanopowder by mechanically induced self-sustaining reaction / B. Nasiri-Tabrizi, T. Adhami, R. Ebrahimi-Kahrizsangi // Ceram. Int. ― 2014. ― Vol. 40, № 5. ― P. 7345‒7354.

29. To, D. Deagglomeration of nanoparticle aggregates via rapid expansion of supercritical or high-pressure suspensions / D. To, R. Dave, X. Yin, S. Sundaresan // AIChE Journal. ― 2009. ― Vol. 5, № 11. ― P. 2807‒2826.

30. Коцарь, Т. В. Совместный карботермический синтез порошков в системе B4C‒SiC‒TiB2 / Т. В. Коцарь, Д. П. Данилович, С. С. Орданьян, С. В. Вихман // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 3. ― С. 139‒143.

31. Kotsar, T. V. Carbothermal synthesis of powders in the B4C‒SiC‒TiB2 system / T. V. Kotsar, D. P. Danilovich, S. S. Ordanyan, S. V. Vikhman // Refract. Ind. Ceram. ― 2017. ― Vol. 58, № 2. ― P. 174‒178.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Коцарь Т.В., Данилович Д.П., Орданьян С.С. Стеклокристаллические прекурсоры в системах B2O3‒SiO2‒MxOy, где M ― Ti, Zr, Cr, как источник получения высокодисперсных смесей тугоплавких карбидов и боридов. Новые огнеупоры. 2020;(2):46-51. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-2-46-51

For citation: Kotsar T.V., Danilovich D.P., Ordanyan S.S. Glass-ceramic precursors in the B2O3‒SiO2‒MxOy systems (M ― Ti, Zr, Cr) as a source for producing fine-dispersed mixtures of high-melting carbides and borides. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2020;(2):46-51. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-2-46-51

Просмотров: 206

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)