.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Открытый доступ
Только для подписчиков
Сравнительное исследование структурных параметров реакционно-спеченной керамики на основе карбида кремния с применением методов цифрового материаловедения
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-5-93-99
Аннотация
Синтезированы реакционно-спеченные керамические материалы: карбид кремния и композит алмаз ‒ карбид кремния Исследована микроструктура и определены физико-механические свойства композиционной керамики. Экспериментально показано, что численные параметры структуры ― лакунарность и энтропия Вороного, полученные с применением методов цифрового материаловедения, позволяют проводить сравнительную оценку однородности структуры керамики и обосновывать ее прочностные преимущества.
Об авторах
М. А. МарковРоссия
д. т. н.
Санкт-Петербург
А. Г. Чекуряев
Россия
Санкт-Петербург
А. Н. Беляков
Россия
Санкт-Петербург
А. Н. Николаев
Россия
Санкт-Петербург
Д. А. Дюскина
Россия
Санкт-Петербург
А. Д. Быкова
Россия
Санкт-Петербург
М. М. Сычев
Россия
д. т. н.
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Гнесин, Г. Г. Карбидокремниевые материалы / Г. Г. Гнесин. ― М. : Металлургия, 1977. ― 216 с.
2. Гаршин, А. П. Керамика для машиностроения / А. П. Гаршин, В. М. Гропянов, Г. П. Зайцев, С. С. Семенов. ― М. : Научтехлитиздат, 2003. ― 384 с.
3. Briggs, J. Engineering ceramics in Europe and the USA / J. Briggs. ― Enceram : Menith Wood. UK, Worcester, 2011. ― 331 р.
4. Беляков, А. Н. Cовременные материалы и их применение при конструировании высокотемпературных изделий для специального машиностроения / А. Н. Беляков, М. А. Марков, И. Н. Кравченко [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2023. ― № 5. ― С. 69‒79. DOI: 10.17073/1683-4518-2023-5-69-79.
5. 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. ― P. 158‒163. DOI: 10.3103/S1052618821020096.
6. Беляков, А. Н. Сравнительное исследование методов получения карбидкремниевых керамических материалов / А. Н. Беляков, М. А. Марков, Д. А. Дюскина [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2023. ― № 6. ― С. 13‒26. DOI: 10.17073/1683-4518-2023-6-13-26.
7. 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. DOI: 10.1007/s10717-023-00598-2.
8. Belyakov, A. N. Investigation of the reaction-sintered B4C‒SiC materials produced by hot slip casting / A. N. Belyakov, M. A. Markov, A. N. Chekuryaev [et al.] // Glass Physics and Chemistry. ― 2023. ― Vol. 49, № 3. ― P. 306‒313. DOI: 10.1134/S1087659623600060.
9. Беляков, А. Н. Исследование структуры и физико-механических характеристик реакционноспеченных материалов B4C‒SiC / А. Н. Беляков, М. А. Марков, С. Н. Перевислов // Новые огнеупоры. ― 2023. ― № 2. ― С. 29‒33. DOI: 10.17073/1683-4518-2023-2-29-33.
10. Gordeev, S. K. SiC-Skeleton cemented diamond a novel engineering material with unique properties / S. K. Gordeev, S. G. Zhukov, L. V. Danchukova [et al.] // 24th Annual conference on composites, advanced ceramics, materials, and structures: A: ceramic engineering and science proceedings. ― Hoboken, NJ, USA : John Wiley & Sons, Inc., 2000. ― P. 753‒760. DOI: 10.1002/9780470294628.ch90.
11. Mlungwane, K. The development of a diamondsilicon carbide composite material / K. Mlungwane, I. J. Sigalas, M. Herrmann // Ind. Diamond Rev. ― 2005. ― № 4. ― P. 62‒65.
12. Mlungwane, K. The low-pressure infiltration of diamond by silicon to form diamond-silicon carbide composites / K. Mlungwane, M. Herrmann, I. Sigalas // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2008. ― Vol. 28, № 1. ― P. 321‒326. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2007.06.010.
13. Zhu, C. Preparation of Si–diamond–SiC composites by in-situ reactive sintering and their thermal properties / C. Zhu, J. Lang, N. Ma // Ceram. Int. ― 2012. ― Vol. 38, № 8. ― P. 6131‒6136. DOI: 10.1016/j.ceramint.2012.04.062.
14. Yang, Z. Infiltration mechanism of diamond / SiC composites fabricated by Si-vapor vacuum reactive infiltration process / Z. Yang, X. He, M. Wu [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2013. ― Vol. 33, № 4. ― P. 869‒878. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2012.09.010.
15. Perevislov, S. N. The influence of dispersed composition of SiC on the physico-mechanical properties of reactive-sintered silicon carbide / S. N. Perevislov, M. V. Tomkovich, M. A. Markov [et al.] // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. ― 2020. ― Vol. 49, № 6. ― Р. 511‒517. DOI: 10.3103/S1052618820060072.
16. Шевченко, В. Ю. Микроструктура и свойства композиционных материалов алмаз ‒ карбид кремния / В. Ю. Шевченко, С. Н. Перевислов // Новые огнеупоры. ― 2021. ― № 9. ― С. 48‒54. DOI: 10.17073/1683-4518-2021-9-48-54.
17. Dyuskina, D. A. Effect of the carbon component on the strength of reaction-sintered silicon–carbide ceramics / D. A. Dyuskina, M. A. Markov, I. N. Kravchenko [et al.] // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. ― 2024. ― Vol. 53, № 2. ― P. 121‒126. DOI: 10.1134/S1052618824020055.
18. 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. DOI: 10.1134/S1070427223010032.
19. Sychov, M. M. Digital materials science: numerical characterization of steel microstructure / M. M. Sychov, A. G. Chekuryaev, S. P. Bogdanov, P. A. Kuznetsov // Research and education: traditions and innovations. Inter-Academia. Lecture notes in networks and systems. ― 2021. ― Vol. 422. DOI: 10.1007/978-981-19-0379-3_15.
20. Вырикова, А. Д. Цифровое материаловедение в интересах авиаиндустрии / А. Д. Вырикова // Композитный мир. ― 2021. ― № 3 (96). ― С. 22, 23.
21. Огородникова, О. М. О проблемах интеграции вычислительного материаловедения в цифровое машиностроение / О. М. Огородникова // Информационные технологии в проектировании и производстве. ― 2014. ― № 2 (154). ― С. 30‒34.
22. Кочетов, И. И. Национальные вызовы в цифровом материаловедении / И. И. Кочетов // Физическое материаловедение : сб. материалов XI международной школы, Тольяттинский государственный университет. ― 2023. ― С. 133, 134.
23. Bormashenko, E. Characterization of self-assembled 2D patterns with voronoi entropy / E. Bormashenko, M. Frenkel, A. Vilk [et al.] // Entropy. ― 2018. ― Vol. 20, № 12. ― P. 956. DOI: 10.3390/e20120956.
24. Schindelin, J. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis / J. Schindelin, I. ArgandaCarreras, E. Frise [et al.] // Nature Methods. ― 2012. ― Vol. 9, № 7. ― P. 676‒682. DOI: 10.1038/nmeth.2019.
25. Abramoff, M. D. Image processing with ImageJ / M. D. Abramoff, P. J. Magalhaes, S. J. Ram // Biophotonics International. ― 2003. ― Vol. 11, № 7. ― P. 36‒42.
26. Khmelnitsky, R. A. Transformation of diamond to graphite under heat treatment at low pressure / R. A. Khmelnitsky, A. A. Gippius // Phase Transitions. ― 2014. ― Vol. 87, № 2. ― P. 175‒192. DOI: 10.1080/01411594.2013.807429.
27. Shevchenko, V. Y. New chemical technologies based on Turing reaction–diffusion processes / V. Y. Shevchenko, M. V. Kovalchuk, A. S. Oryshchenko, S. N. Perevislov // Doklady Chemistry. ― 2021. ― Vol. 496, № 2. ― P. 28‒31. DOI: 10.1134/S0012500821020038.
28. Shevchenko, V. Y. Physicochemical interaction processes in the carbon (diamond)–silicon system / V. Y. Shevchenko, S. N. Perevislov, V. L. Ugolkov // Glass Phys. Chem. ― 2021. ― Vol. 47, № 3. ― Р. 197‒208. DOI: 10.1134/s108765962103010x.
29. Shevchenko, V. Y. Reaction–diffusion mechanism of synthesis in the diamond–silicon carbide system / V. Y. Shevchenko, S. N. Perevislov // Russ. J. Inorg. Chem. ― 2021. ― Vol. 66, № 8. ― Р. 1107‒1114. DOI: 10.1134/S003602362108026X.
30. Перевислов, С. Н. Влияние дисперсного состава SiC на физико-механические свойства реакционноспеченного карбида кремния / С. Н. Перевислов, М. А. Марков, А. В. Красиков, А. Д. Быкова // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 4. ― С. 41‒45. DOI: 10.17073/1683-4518-2020-4-41-45.
31. Перевислов, С. Н. Методы получения и свойства армированных конструкционных материалов / С. Н. Перевислов, М. В. Томкович, А. С. Лысенков // Новые огнеупоры. ― 2018. ― № 10. ― С. 24‒30. DOI: 10.17073/1683-4518-2018-10-37-48.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Марков М.А., Чекуряев А.Г., Беляков А.Н., Николаев А.Н., Дюскина Д.А., Быкова А.Д., Сычев М.М. Сравнительное исследование структурных параметров реакционно-спеченной керамики на основе карбида кремния с применением методов цифрового материаловедения. Новые огнеупоры. 2024;(5):93-99. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-5-93-99
For citation: Markov M.A., Chekuryaev A.G., Belyakov A.N., Nikolaev A.N., Dyuskina D.A., Bykova A.D., Sychev M.M. Comparative study of the structural parameters of reaction-sintered ceramics based on silicon carbide using digital materials science methods. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2024;(5):93-99. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-5-93-99
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.