.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Влияние параметров синтеза на плотность и фазовый состав материалов на основе Ti3SiC2
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-2-30-34
Аннотация
Для синтеза Ti3SiC2 методом спекания при 1300 и 1400 °С в течение 1‒5 ч использовали разные смеси исходных порошков Ti/Si/C, Ti/Si/TiC, Ti/SiC/C, Ti/SiC/TiC, Ti/TiSi2/TiC и TiH2/SiC/C. Установлено, что порошки Ti/Si/TiC и Ti/TiSi2/TiC являются лучшими для синтеза Ti3SiC2. Количество синтезированной фазы Ti3SiC2 достигает 98,3 и 90,3 об. % при температуре спекания 1400 °С в течение 1 ч. Ti3SiC2 синтезируется и растет в виде вытянутых зерен. Определено влияние времени и температуры спекания на образование MAX-фазы Ti3SiC2 из исходных порошков Ti/Si/C. TiC и небольшое количество SiC как промежуточные фазы всегда присутствуют в конечных продуктах. Избыток Si способствует наибольшему образованию фазы Ti3SiC2.
Об авторах
А. Д. БыковаРоссия
Санкт-Петербург
В. В. Семенова
Россия
Санкт-Петербург
С. Н. Перевислов
Россия
д. т. н.
Санкт-Петербург
М. А. Марков
Россия
к. т. н.
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Медведева, Н. И. Моделирование электронного строения, химической связи и свойств тройного силикокарбида Ti3SiC2 / Н. И. Медведева, А. Н. Еняшин, А. Л. Ивановский // Журнал структурной химии. ― 2011. ― Т. 52, № 4. ― С. 806‒822.
2. Истомин, П. В. Получение Ti3SiC2 / П. В. Истомин, А. В. Надуткин, Ю. И. Рябков, Б. А. Голдин // Неорганические материалы. ― 2006. ― Т. 42, № 3. ― С. 292‒297.
3. Zhang, Z. F. Deformation and fracture behavior of ternary compound Ti3SiC2 at 25‒1300 °C / Z. F. Zhang, Z. M. Sun, H. Hashimoto // J. Mater. Lett. ― 2003. ― № 57. ― P. 1295‒1299.
4. Barsoum, M. W. Processing and mechanical properties of Ti3SiC2: reaction path and microstructure evolution / M. W. Barsoum, T. El–Raghy // J. Am. Ceram. Soc. ― 1999. ― № 82. ― P. 2849‒2854. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1999.tb02166.x.
5. Sarkar, D. R-curve behavior of Ti3SiC2 / D. Sarkar, B. Basu, M. C. Chu, S. J. Cho // Ceram. Int. ― 2007. ― Vol. 33, № 5. ― P. 789‒793. DOI: 10.1016/j.ceramint.2006.01.002
6. Sun, Z. Ternary compound Ti3SiC2: part I. Pulse discharge sintering synthesis / Z. Sun, Z. Zhang, H. Hashimoto, T. Abe // Materials Transactions. ― 2002. ― Vol. 43, № 3. ― P. 428‒431. DOI: 10.2320/matertrans.43.428.
7. Zhang, Z. F. Rapid synthesis of ternary carbide Ti3SiC2 through pulse-discharge sintering technique from Ti/Si/TiC powders / Z. F. Zhang, Z. M. Sun, H. Hashimoto // Metallurgical and Materials Transactions A. ― 2002. ― Vol. 33, № 11. ― P. 3321‒3328. DOI: 10.1007/s11661-002-0320-1.
8. Zhang, Z. F. A new synthesis reaction of Ti3SiC2 through pulse discharge sintering Ti/SiC/TiC powder / Z. F. Zhang, Z. M. Sun, H. Hashimoto, T. Abe // Scripta Mater. ― 2001. ― Vol. 45, № 12. ― P. 1461‒1467.
9. Zhang, Z. F. A new synthesis reaction of Ti3SiC2 from Ti/ TiSi2/TiC powder mixtures through pulse discharge sintering (PDS) technique / Z. F. Zhang, Z. M. Sun, H. Hashimoto, T. Abe // Materials Research Innovations. ― 2002. ― Vol. 5, № 3/4. ― P. 185‒189. DOI: 10.1007/s10019-002-8644-4.
10. Zhang, Z. F. Application of pulse discharge sintering (PDS) technique to rapid synthesis of Ti3SiC2 from Ti/Si/C powders / Z. F. Zhang, Z. M. Sun, H. Hashimoto, T. Abe // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2002. ― Vol. 22, № 16. ― P. 2957‒2961. DOI: 10.1016/S0955-2219(02)00044-4.
11. Goto, T. Chemically vapor deposited Ti3SiC2 / T. Goto, T. Hirai // Materials Research Bulletin. ― 1987. ― Vol. 22, № 9. ― P. 1195‒1201. DOI: 10.1016/0025-5408(87)90128-0.
12. Nesmelov, D. D. Reaction sintered materials based on boron carbide and silicon carbide / D. D. Nesmelov, S. N. Perevislov // Glass and Ceramics. ― 2015. ― Vol. 71, № 9/10. ― P. 313‒319. DOI: 10.1007/s10717-015-9677-7.
13. Perevislov, S. N. Effect of Si additions on the microstructure and mechanical properties of hot-pressed B4C / S. N. Perevislov, A. S. Lysenkov, S. V. Vikhman // Inorganic Materials. ― 2017. ― Vol. 53, № 4. ― P. 376‒380. DOI: 10.1134/S0020168517040148.
14. Nesmelov, D. D. Precipitation of the Eutectic Al2O3‒ZrO2(Y2O3) on the Surface of SiC Particles / D. D. Nesmelov, O. A. Kozhevnikov, S. S. Ordan’yan [et al.] // Glass and Ceramics. ― 2017. ― Vol. 74, № 1/2. ― P. 43‒47. DOI: 10.1007/s10717-017-9925-0.
15. Perevislov, S. N. Microstructure and mechanical properties of SiC-materials sintered in the liquid phase with the addition of a finely dispersed agent / S. N. Perevislov, I. B. Panteleev, A. P. Shevchik [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2018. ― Vol. 58, № 5. ― P. 577‒582. DOI: 10.1007/s11148-018-0148-x. Перевислов, С. Н. Микроструктура и механические свойства LPSSiC материалов с высокодисперсной спекающей добавкой / С. Н. Перевислов, И. Б. Пантелеев, А. П. Шевчик, М. В. Томкович // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 10. ― С. 42‒47.
16. Perevislov, S. N. High density boron carbide ceramics / S. N. Perevislov, P. V. Shcherbak, M. V. Tomkovich // Refract. Ind. Ceram. ― 2018. ― Vol. 59, № 1. ― P. 32‒36. DOI: 10.1007/s11148-018-0178-4.
17. Перевислов, С. Н. Высокоплотная керамика на основе карбида бора / С. Н. Перевислов, П. В. Щербак, М. В. Томкович // Новые огнеупоры. ― 2018. ― № 1. ― С. 33‒37.
18. Frolova, M. G. Molding features of silicon carbide products by the method of hot slip casting / M. G. Frolova, A. V. Leonov, Y. F. Kargin [et al.] // Inorganic Materials: Applied Research. ― 2018. ― Vol. 9, № 4. ― P. 675‒678. DOI: 10.1134/S2075113318040123.
19. Perevislov, S. N. Phase composition and microstructure of reaction-bonded boron-carbide materials / S. N. Perevislov, P. V. Shcherbak, M. V. Tomkovich // Refract. Ind. Ceram. ― 2018. ― Vol. 59, № 2. ― P. 179‒183. DOI: 10.1007/s11148-018-0202-8.
20. Lysenkov, A. S. Composite material Si3N4/SiC with calcium aluminate additive / A. S. Lysenkov, K. A. Kim, D. D. Titov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. ― 2018. ― Vol. 1134, № 1. ― P. 012‒036. DOI: 10.1088/1742-6596/1134/1/012036.
21. Perevislov, S. N. Production of ceramic materials based on SiC with low-melting oxide additives / S. N. Perevislov, A. S. Lysenkov, D. D. Titov [et al.] // Glass and Ceramics. ― 2019. ― Vol. 75, № 9/10. ― P. 400‒407. DOI: 10.1007/s10717-019-00094-6.
22. Perevislov, S. N. Evaluation of the crack resistance of reactive sintered composite boron carbide-based materials / S. N. Perevislov // Refract. Ind. Ceram. ― 2019. ― Vol. 60, № 2. ― P. 168‒173. DOI: 10.1007/s11148-019-00330-0.
23. Перевислов, С. Н. Оценка трещиностойкости реакционно-спеченных композиционных материалов на основе карбида бора / С. Н. Перевислов // Новые огнеупоры. ― 2019. ― № 3. ― С. 49‒54.
24. Jacques, S. Reactive chemical vapor deposition of Ti3SiC2 with and without pressure pulses: Effect on the ternary carbide texture / S. Jacques, H. Fakih, J. C. Viala // Thin Solid Films. ― 2010. ― Vol. 518, № 18. ― P. 5071‒5077. DOI: 10.1016/j. tsf.2010.02.059.
25. Lis, J. Ti3SiC2-based materials prepared by HIP-SHS techniques / J. Lis, Y. Miyamoto, R. Pampuch, K. Tanihata // Mater. Lett. ― 1995. ― Vol. 22, № 3/4. ― P. 163‒168. DOI: 10.1016/0167-577X(94)00246-0.
26. Gao, N. F. Dense Ti3SiC2 prepared by reactive HIP / N. F. Gao, Y. Miyamoto, D. Zhang // Journal of Materials Science. ― 1999. ― Vol. 34, № 18. ― P. 4385‒4392. DOI: 10.1023/A:1004664500254.
27. Li, J. T. Fabrication of monolithic Ti3SiC2 ceramic through reactive sintering of Ti/Si/2TiC / J. T. Li, Y. Miyamoto // Journal of Materials Synthesis and Processing. ― 1999. ― Vol. 7, № 2. ― P. 91‒96. DOI: 10.1023/A:1021865613357.
28. Pampuch, R. Solid combustion synthesis of Ti3SiC2 / R. Pampuch, J. Lis, L. Stobierski, M. Tymkiewicz // J. Eur. Ceram. Soc. ― 1989. ― Vol. 5, № 5. ― P. 283‒287. DOI: 10.1016/0955-2219(89)90022-8.
29. Zhang, Z. F. Low temperature synthesis of Ti3SiC2 from Ti/SiC/C powders / Z. F. Zhang, Z. M. Sun, H. Hashimoto // Mater. Sci. Technol. ― 2004. ― Vol. 20, № 10. ― P. 1252‒1256. DOI: 10.1179/026708304X6103.
30. Yang, S. Formation of Ti3SiC2 from Ti‒Si‒TiC powders by pulse discharge sintering (PDS) technique / S. Yang, Z. M. Sun, H. Hashimoto // Materials Research Innovations. ― 2003. ― Vol. 7, № 4. ― P. 225‒230. DOI: 10.1007/s10019-003-0255-1.
31. Zhang, Z. F. Fabrication and microstructure characterization of Ti3SiC2 synthesized from Ti/Si/2TiC powders using the pulse discharge sintering (PDS) technique / Z. F. Zhang, Z. M. Sun, H. Hashimoto, T. Abe // J. Am. Ceram. Soc. ― 2003. ― Vol. 86, № 3. ― P. 431‒436. DOI: 10.1111/j.1151-2916.2003.tb03317.x.
32. Zhang, Z. F. Effects of sintering temperature and Si content on the purity of Ti3SiC2 synthesized from Ti/Si/TiC powders / Z. F. Zhang, Z. M. Sun, H. Hashimoto, T. Abe // J. Alloys Compd. ― 2003. ― Vol. 352, № 1/2. ― P. 283‒289. DOI: 10.1016/S0925-8388(02)01171-4.
33. Sun, Z. Effect of Al addition on pressureless reactive sintering of Ti3SiC2 / Z. Sun, Y. Zou, S. Tada, H. Hashimoto // Scripta Materialia. ― 2006. ― Vol. 55, № 11. ― P. 1011‒1014. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2006.08.019.
34. Viala, J. C. Phase equilibria at 1000 °C in the AlCSiTi quaternary system: An experimental approach / J. C. Viala, N. Peillon, F. Bosselet, J. Bouix // Materials Science and Engineering: A. ― 1997. ― Vol. 229, № 1/2. ― P. 95‒113. DOI: 10.1016/S0921-5093(97)00002-6.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Быкова А.Д., Семенова В.В., Перевислов С.Н., Марков М.А. Влияние параметров синтеза на плотность и фазовый состав материалов на основе Ti3SiC2. Новые огнеупоры. 2021;1(2):30-34. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-2-30-34
For citation: Bykova A.D., Semenova V.V., Perevislov S.N., Markov M.A. Influence of synthesis parameters on density and phase composition of materials based on Ti3SiC2. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2021;1(2):30-34. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-2-30-34
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.