Open Access Open Access  Restricted Access Subscription Access

Investigation of the dependence of the strength characteristics of silicon carbide-based ceramics on the initial carbon content


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-11-31-35

Full Text:




Abstract

Calculations of the residual silicon content in the structure of reaction-sintered silicon carbide are presented. The dependence of the ultimate bending strength on the initial carbon content was experimentally established. The optimal amount of a mixture of powders is determined, which allows obtaining a material with maximum strength. Ill. 5. Ref. 21.

About the Authors

M. A. Markov
НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Russian Federation


A. N. Belyakov
НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Russian Federation


I. N. Kravchenko
ФГБУН «Институт машиноведения имени А. А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)» ; ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет ― МСХА имени К. А. Тимирязева»
Russian Federation


A. D. Kashtanov
НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Russian Federation


A. D. Bykova
НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Russian Federation


D. A. Dyuskina
НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Russian Federation


A. G. Chekuryaev
НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Russian Federation


A. M. Makarov
НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Russian Federation


References

1. Гнесин, Г. Г. Карбидокремниевые материалы / Г. Г. Гнесин. ― М. : Металлургия, 1977. ― 216 с.

2. Гаршин, А. П. Реакционно-спеченные карбидокремниевые материалы конструкционного назначения. Физико-механические и триботехнические свойства / А. П. Гаршин, С. Г. Чулкин. ― СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2006. ― 84 с.

3. Параносенков, В. П. Конструкционные материалы на основе самосвязанного карбида кремния / В. П. Параносенков, А. А. Яикина, М. А. Андреев // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2006. ― № 7. ― С. 37‒40.

4. Чайникова, А. С. Исследование образцов из реакционно-спеченного карбида кремния визуально-оптическим и радиографическим методами неразрушающего контроля / А. С. Чайникова, О. Ю. Сорокин, Б. Ю. Кузнецов [и др.] // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. ― 2022. ― № 88 (6). ― С. 46‒51.

5. Гаршин, А. П. Влияние некоторых технологических параметров на формирование структуры материалов на основе реакционно-спеченного карбида кремния / А. П. Гаршин, Ю. Н. Вильк // Огнеупоры и техническая керамика. ― 1996. ― № 8. ― С. 2‒8.

6. Житнюк, С. В. Влияние спекающих добавок на свойства керамики на основе карбида кремния (обзор) / С. В. Житнюк // Тр. ВИАМ. ― 2019. ― № 3 (75). ― С. 79‒86.

7. Perevislov, S. N. Effect of SiC dispersed composition on physical and mechanical properties of reaction-sintered silicon carbide / S. N. Perevislov, M. A. Markov, A. V. Krasikov, A. D. Bykova // Refract. Ind. Ceram. ― 2020. ― Vol. 61, № 2. ― P. 211‒215. https://doi.org/10.1007/s11148-020-00458-4.

8. Garshin, A. P. Ceramic composite material based on silicon carbide and corundum with a corundum matrix / A. P. Garshin, V. M. Shumyacher, O. I. Pushkarev // Refract. Ind. Ceram. ― 2014. ― Vol. 55, № 1. ― Р. 26‒29. https://doi.org/10.1007/s11148-014-9652-9.

9. Markov, M. A. Development of novel ceramic construction materials based on silicon carbide for products of complex geometry / M. A. Markov, A. V. Krasikov, I. N. Kravchenko [et al.] // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. ― 2021. ― Vol. 50, № 2. ― Р. 158‒163.

10. Бурова, Е. М. База кристаллографических данных COD / Е. М. Бурова // Электронный научный журнал. ― 2021. ― № 9 (47). ― С. 14‒17.

11. Gates-Rector, S. The powder diffraction file: a quality materials characterization database / S. GatesRector, T. Blanton // Powder Diffraction. ― 2019. ― № 34 (4) ― P. 1‒9.

12. Гнесин, Г. Г. Керамические инструментальные материалы / Г. Г. Гнесин, И. И. Осипова, Г. Д. Ронталь [и др.]. ― Киев : Техника, 1991. ― 390 с.

13. 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.

14. Sangsuwan, P. Reaction-bonded silicon carbide by reactive infiltration / P. Sangsuwan, J. A. Orejas, J. E. Gatica [et al.] // Ind. Еng. Сhem. Res. ― 2001. ― Vol. 40, № 23. ― P. 5191‒5198.

15. Wang, Y.-X. The fabrication of reaction-formed silicon carbide with controlled microstructure by infiltrating a pure carbon preform with molten Si / Y.-X. Wang, Sh.-H. Tan, D.-L. Jiang // Ceram. Int. ― 2004. ― Vol. 30, № 3. ― P. 435‒439.

16. Келина, И. Ю. Ударопрочная керамика на основе карбида кремния / И. Ю. Келина, В. В. Ленский, Н. А. Голубева [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2010. ― № 1/2. ― С. 17‒24.

17. Lashway, R. W. Various forms of silicon carbide and their effects on seal performance / R. W. Lashway, S. G. Seshadri, M. Srinivasan // Lubrication Engineering. ― 1984. ― Vol. 40. ― P. 356‒363.

18. Scafe, E. Mechanical behavior of silicon-silicon carbide composites / E. Scafe, G. Giunta, L. Fabbri [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 1996. ― Vol. 16, № 7. ― P. 703‒713.

19. Markov, M. A. Methods of forming geometrically complex manufactured products from silicon-carbide based, heat-resistant, ceramic materials / M. A. Markov, A. N. Belyakov, D. A. Dyuskina [et al.] // Glass and Ceramics. ― 2023. ― Vol. 80, № 7/8. ― P. 277‒282.

20. Markov, M. A. High-temperature bending tests of reaction-sintered silicon carbide-based ceramic materials / M. A. Markov, S. N. Vikhman, A. N. Belyakov [et al.] // Russ. J. Appl. Chem. ― 2023. ― Vol. 96, № 1. ― P. 16‒20.

21. Шварц, А. Метод дифракции отраженных электронов в материаловедении / А. Шварц, М. Кумар, Б. Адамс, Д. Филд ; пер. с англ. С. А. Иванова. ― М. : Техносфера, 2014. ― 544 c.


Supplementary files

For citation: Markov M.A., Belyakov A.N., Kravchenko I.N., Kashtanov A.D., Bykova A.D., Dyuskina D.A., Chekuryaev A.G., Makarov A.M. Investigation of the dependence of the strength characteristics of silicon carbide-based ceramics on the initial carbon content. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2023;(11):31-35. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-11-31-35

Views: 68

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)