Физико-механические свойства материалов на основе Ti3SiC2
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-4-34-39
Аннотация
С использованием разных исходных компонентов синтезирован сложный карбид титана‒кремния состава Ti3SiC2 в высокотемпературной печи при 1400 °С в течение 1 ч и методом горячего прессования при температуре 1350 °С и давлении 30 МПа в течение 15 мин. Методом Ритвельда вычислено содержание Ti3SiC2, достигающее при горячем прессовании компонентов Ti : Si : TiC в соотношении 1 : 1,2 : 1,8 98,6 об. %. Исследованы микроструктура и фазовый состав горячепрессованных материалов, а также физико-механические характеристики спеченных и горячепрессованных материалов на основе Ti3SiC2.
Об авторах
С. Н. ПеревисловРоссия
д. т. н.,
Санкт-Петербург
И. Е. Арлашкин
Россия
Санкт-Петербург
А. С. Лысенков
Россия
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. Sarkar, D. R-curve behavior of Ti3SiC2 / D. Sarkar, B. Basu, M. C. Chu [et al.] // Ceram. Int. ― 2007. ― Vol. 33, № 5. ― P. 789‒793.
3. Sun, Z. Ternary compound Ti3SiC2: part I. Pulse discharge sintering synthesis / Z. Sun, Z. Zhang, H. Hashimoto [et al.] // Mater. Trans. ― 2002. ― Vol. 43, № 3. ― P. 428‒431.
4. 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 // Metall. Mater. Trans. A. ― 2002. ― Vol. 33, № 11. ― P. 3321‒3328.
5. 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 [et al.] // Scripta Mater. ― 2001. ― Vol. 45, № 12. ― P. 1461‒1467.
6. 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 [et al.] // Mater. Res. Innovations. ― 2002. ― Vol. 5, № 3/4. ― P. 185‒189.
7. 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 [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2002. ― Vol. 22, № 16. ― P. 2957‒2961.
8. 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 // Inorg. Mater. ― 2017. ― Vol. 53, № 4. ― P. 376‒380.
9. 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 Ceram. ― 2017. ― Vol. 74, № 1/2. ― P. 4‒47.
10. 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. Перевислов, С. Н. Микроструктура и механические свойства LPSSIC материалов с высокодисперсной спекающей добавкой / С. Н. Перевислов, И. Б. Пантелеев, А. П. Шевчик [et al.] // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 10. ― С. 42‒47.
11. 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. 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.
12. 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. Перевислов, С. Н. Фазовый состав и микроструктура реакционно-связанных материалов на основе карбида бора / С. Н. Перевислов, П. В. Щербак, М. В. Томкович // Новые огнеупоры. ― 2018. ― № 4. ― С. 96‒100.
13. 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 Ceram. ― 2019. ― Vol. 75, № 9/10. ― P. 400‒407.
14. 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. Перевислов, С. Н. Оценка трещиностойкости реакционно-спеченных композиционных материалов на основе карбида бора / С. Н. Перевислов // Новые огнеупоры. ― 2019. ― № 3. ― С. 49‒54.
15. 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.
16. Lis, J. Ti3SiC2-based materials prepared by HIP-SHS techniques / J. Lis, Y. Miyamoto, R. Pampuch [et al.] // Mater. Lett. ― 1995. ― Vol. 22, № 3/4. ― P. 163‒168.
17. Gao, N. F. Dense Ti3SiC2 prepared by reactive HIP / N. F. Gao, Y. Miyamoto, D. Zhang // J. Mater. Sci. Lett. ― 1999. ― Vol. 34, № 18. ― P. 4385‒4392.
18. Li, J. T. Fabrication of monolithic Ti3SiC2 ceramic through reactive sintering of Ti/Si/2TiC / J. T. Li, Y. Miyamoto // J. Mater. Synth. Process. ― 1999. ― Vol. 7, № 2. ― P. 91‒96.
19. Lyu, J. Sintering of MAX-phase materials by spark plasma and other methods / J. Lyu, E. B. Kashkarov, N. Travitzky [et al.] // J. Mater. Sci. Lett. ― 2021. ― Vol. 56, № 3. ― P. 1980‒2015.
20. Bykova, A. D. Influence of synthesis parameters on density and phase composition of materials based on Ti3SiC2 / A. D. Bykova, V. V. Semenova, S. N. Perevislov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2021. ― Vol. 62, № 3. ― Р. 89‒93. Быкова, А. Д. Влияние параметров синтеза на плотность и фазовый состав материалов на основе Ti3SiC2 / А. Д. Быкова, В. В. Семенова, С. Н. Перевислов [et al.] // Новые огнеупоры. ― 2021. ― № 2. ― С. 30‒34.
21. Perevislov, S. N. The Ti3SiC2 MAX-phases as promising materials for high temperature applications: Formation under various synthesis conditions / S. N. Perevislov, T. V. Sokolova, V. L. Stolyarova // Mater. Chem. Phys. ― 2021. ― Vol. 267. ― Р. 124625.
22. Perevislov, S. N. Synthesis, structure, and properties of the Ti3SiC2 MAX phases obtained by hot pressing / S. N. Perevislov, V. V. Semenova, A. S. Lysenkov // Russ. J. Inorg. Chem. ― 2021. ― Vol. 66, № 8. ― P. 1100‒1106.
23. Sun, Z. Effect of Al addition on pressureless reactive sintering of Ti3SiC2 / Z. Sun, Y. Zou, S. Tada [et al.] // Scripta Mater. ― 2006. — Vol. 55, № 11. ― P. 1011‒1014.
24. Perevislov, S. N. Sintering behavior and properties of reaction-bonded silicon nitride / S. N. Perevislov // Russ. J. Appl. Chem. ― 2021. ― Vol. 94, № 2. ― P. 143‒151.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Перевислов С.Н., Арлашкин И.Е., Лысенков А.С. Физико-механические свойства материалов на основе Ti3SiC2. Новые огнеупоры. 2022;(4):34-39. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-4-34-39
For citation: Perevislov S.N., Arlashkin I.E., Lysenkov A.S. Physical and mechanical properties of materials based on Ti3SiC2. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2022;(4):34-39. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-4-34-39
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.