Получение методом СВС-экструзии компактных керамических материалов на основе системы Ti‒B, модифицированных наноразмерными частицами Si3N4


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-5-132-135

Полный текст:




Аннотация

Методом СВС-экструзии получены компактные керамические материалы на основе системы Ti‒B, модифицированные 5 мас. % наноразмерных частиц Si3N4. Представлены результаты исследований структуры, фазового состава и физико-механических характеристик полученных материалов. Показано, что добавка Si3N4 способствует образованию новых фаз, в частности диборида и нитрида титана в конечном продукте. Установлено, что введение модифицирующих наноразмерных частиц Si3N4 в исходную шихту приводит к повышению твердости и микротвердости на 15‒20 %, а также к повышению трещиностойкости в 1,5 раза в сравнении с немодифицированными образцами.


Об авторах

А. В. Болоцкая
ФГБУН «Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А. Г. Мержанова Российской академии наук» (ИСМАН)
Россия
г. Черноголовка Московской обл.


М. В. Михеев
ФГБУН «Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А. Г. Мержанова Российской академии наук» (ИСМАН)
Россия

Кандидат технических наук

г. Черноголовка Московской обл.



П. М. Бажин
ФГБУН «Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А. Г. Мержанова Российской академии наук» (ИСМАН)
Россия
Доктор технических наук


А. М. Столин
ФГБУН «Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А. Г. Мержанова Российской академии наук» (ИСМАН)
Россия

Доктор физико-математических наук

г. Черноголовка Московской обл.



Ю. В. Титова
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Россия

Кандидат технических наук 

г. Самара



Список литературы

1. Дуюнова, В. А. Вклад ВИАМ в разработку легких сплавов и борьбу с коррозией изделий ракетно-космической техники / В. А. Дуюнова, А. А. Леонов, С. В. Молодцов // Труды ВИАМ. ― 2020. ― № 2 (86). ― С. 22‒30.

2. Shi,Y.Development status and prospect of aviationmaterials in China / Y. Shi // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. ― 2021. ― Vol. 632, № 5. ― P. 052038‒052046.

3. Антипов, В. В. Перспективы развития алюминиевых, магниевых и титановых сплавов для изделий авиационнокосмической техники / В. В. Антипов // Авиационные материалы и технологии. ― 2017. ― № S. ― С. 186‒194.

4. Афонькин, М. Г. Производство заготовок в машиностроении : уч. пособие / М. Г. Афонькин, В. Б. Звягин ; 2-е изд., доп. и перераб. ― СПб. : Политехника, 2011. ― 380 с.

5. Otte, J. A. Ultrahigh aspect ratio TiB nanowhiskerreinforced titanium matrix composites as lightweight and low-cost replacements for superalloys / J. A. Otte Zou, J. Y. Huang, M. S. Dargusch // ACS Applied Nano Materials. ― 2020. ― Vol. 3, № 8. ― P. 8208‒8214.

6. Hu, Y. Laser engineered net shaping of quasi-continuous network microstructural TiB reinforced titanium matrix bulk composites: microstructure and wear performance / Y. Hu, F. Ning, H. Wang [et al.] // Optics & Laser Technology. ― 2018. ― Vol. 99. ― P. 174‒183.

7. Wang, X. Roles of reinforcements in twin nucleation and nano-α precipitation in the hybrid TiB/TiC-reinforced titanium matrix composites during high-temperature fatigue / X. Wang, S. Li, Y. Han [et al.] // Scripta Mater. ― 2021. ― Vol. 196. ― P. 113758‒113763.

8. Zherebtsov, S. Evolution of microstructure and mechanical properties of Ti-based metal-matrix composites during hot deformation / S. Zherebtsov, M. Ozerov, M. Klimova [et al.] // MATEC Web of Conferences. EDP Sciences. ― 2020. ― Vol. 321. ― P. 12016‒12020.

9. Sun, K. Study on microstructure and properties of TiBw/ Ti‒V‒Al light weight high temperature shape memory composite / K. Sun, X. Yi, B. Sun [et al.] // J. Alloys Compd. ― 2021. ― Vol. 851. ― P. 156837‒156845.

10. Корешков, А. В. Нанесение антифрикционных и износостойких многокомпонентных покрытий на титановые сплавы электроискровым легированием / А. В. Корешков, Л. В. Денисов, А. Г. Бойцов // Современные материалы, техника и технологии. ― 2018. ― № 6 (21). ― С. 99‒106.

11. Иванов, В. И. Использование современных ресурсосберегающих методов при изготовлении и ремонте деталей на примере электроискрового легирования (ЭИЛ) / В. И. Иванов, В. А. Денисов, Д. А. Игнатьев // Изв. ЮгоЗападного гос. ун-та. ― 2020. ― Т. 23, № 6. ― С. 8‒20.

12. Кудряшова, Е. Ю. Наноструктурирование поверхностного слоя методом электроискрового легирования / Е. Ю. Кудряшова, И. А. Шемберев, Р. Н. Задорожний // Технический сервис машин. ― 2020. ― № 1. ― С. 113‒121.

13. Bolotskaya, A. V. Preparation by SHS-extrusion method of compact ceramic electrode materials based on Ti‒B‒Fe system modified with nanosized AlN particles / A. V. Bolotskaya, M. V. Mikheev // Refract. Ind. Ceram. ― 2020. ― Vol. 61, № 3. ― С. 336‒340. [Болоцкая, А. В. Получение методом СВС-экструзии компактных керамических электродных материалов на основе системы Ti‒B‒Fe, модифицированных наноразмерными частицам AlN / А. В. Болоцкая, М. В. Михеев // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 6. ― С. 51‒55.]

14. Bolotskaia, A. V. The effect of aluminum nitride nanoparticles on the structure, phase composition and properties of materials of the Ti‒B‒Fe system obtained by SHSextrusion / A. V. Bolotskaia, M. V. Mikheev, P. M. Bazhin [et al.] // Letters on Materials. ― 2020. ― Vol. 10, № 1. ― С. 43‒47.

15. Kovalev, D. Y. Phase formation in the SHS of a Ti‒B mixture with the addition of Si3N4 / D. Y. Kovalev, A. S. Konstantinov, S. V. Konovalikhin [et al.] // Combustion, Explosion, and Shock Waves. ― 2020. ― Vol. 56, № 6. ― С. 648‒654.

16. Титова, Ю. В. Получение керамических нанопорошковых композиций по азидной технологии СВС / Ю. В. Титова, Д. А. Майдан, Г. С. Белова [и др.] // Металлургия машиностроения. ― 2019. ― № 6. ― С. 41‒44.

17. Титова, Ю. В. Получение нанопорошковой композиции TiN‒SiC при горении смеси «хSi + 6NaN3 + (NH4)2TiF6 ++ хC + Ti» в режиме СВС / Ю. В. Титова, Д. А. Майдан // Новые вызовы в новой науке : сб. статей. ― 2020. ― С. 92‒96.

18. Белова Г. С. Получение нановолокон нитрида кремния по азидной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза / Г. С. Белова, Ю. В. Титова, Д. А. Майдан, Е. А. Амосов // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Серия «Технические науки». ― 2016. ― № 3 (51). ― С. 109‒116.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Болоцкая А.В., Михеев М.В., Бажин П.М., Столин А.М., Титова Ю.В. Получение методом СВС-экструзии компактных керамических материалов на основе системы Ti‒B, модифицированных наноразмерными частицами Si3N4. Новые огнеупоры. 2021;(5):132-135. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-5-132-135

For citation: Bolotskaya A.V., Mikheev M.V., Bazhin P.M., Stolin A.M., Titova Y.V. Preparation by SHS-extrusion method of compact ceramic materials based on the Ti‒B system, modified with nanosized Si3N4 particles. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2021;(5):132-135. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-5-132-135

Просмотров: 299

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)