Керамический реакционно-спеченный материал алмаз ‒ карбид кремния для применения в изделиях специального назначения

А. Н. Беляков; М. А. Марков; А. Д. Каштанов; А. Д. Быкова; А. Г. Чекуряев; Д. А. Дюскина; А. Н. Николаев

doi:10.17073/1683-4518-2025-4-20-26

Керамический реакционно-спеченный материал алмаз ‒ карбид кремния для применения в изделиях специального назначения

А. Н. Беляков, М. А. Марков, А. Д. Каштанов, А. Д. Быкова, А. Г. Чекуряев, Д. А. Дюскина, А. Н. Николаев

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2025-4-20-26

Полный текст:

Аннотация

Показаны функциональные преимущества реакционно-спеченной керамики системы алмаз ‒ карбид кремния для броневого применения по сравнению с другими низкоплотными материалами на основе карбида кремния, карбида бора и корунда. Экспериментально определены броневые свойства реакционно-спеченной керамики алмаз ‒ карбид кремния по классу защиты Бр5 в составе опытных броневых панелей с толщиной керамических плит 8 мм, закрепленных на гибкой основе из сверхмолекулярного полиэтилена толщиной 10 мм. Результаты испытаний керамики на пулестойкость показали отсутствие пробития опытных броневых панелей винтовочными патронами СВД, в том числе с применением бронебойно-зажигательных пуль.

Ключ. слова

керамический алмазный материал, реакционное спекание, броневые материалы, пулевая стойкость,

Об авторах

А. Н. Беляков

НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия

к. т. н.

Санкт-Петербург, Россия

М. А. Марков

НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия

д. т. н.

Санкт-Петербург, Россия

А. Д. Каштанов

НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия

д. т. н.

Санкт-Петербург, Россия

А. Д. Быкова

НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия

к. т. н.

Санкт-Петербург, Россия

А. Г. Чекуряев

НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Санкт-Петербург, Россия

Д. А. Дюскина

НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Санкт-Петербург, Россия

А. Н. Николаев

НИЦ «Курчатовский институт» ― ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия

к. т. н.

Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

1. Гордеев, С. К. Алмазокарбидокремниевые композиционные материалы АКК «Скелетон» / С. К. Гордеев // Вопросы материаловедения. ― 2024. ― № 1 (117). ― С. 99‒116.

2. Gordeev, S. K. Diamond-silicon carbide composite as a promising material for microelectronics and highpower electronics / S. K. Gordeev, S. B. Korchagina, V. E. Zapevalov [et al.] // Radiophysics and Quantum Electronics. ― 2022. ― Vol. 65, № 5/6. ― Р. 434‒441. DOI: 10.1007/s11141-023-10226-2.

3. Гордеев, С. К. Дисперсно-упрочненные композиции «алмаз ‒ карбид кремния» ― новые материалы для машиностроения / С. К. Гордеев, А. Ю. Ежов, Т. Д. Каримбаев [и др.] // Композиты и наноструктуры. ― 2015. ― Т. 7, № 2 (26). ― С. 61‒71.

4. Каримбаев, Т. Д. Карбид кремния, дисперсноармированный алмазными частицами АКК «Скелетон» для элементов высокотемпературных узлов / Т. Д. Каримбаев, М. А. Мезенцев, Б. Мыктыбеков [и др.] // Композиты и наноструктуры. ― 2023. ― Т. 15, № 4. ― С. 273‒283.

5. Shevchenko, V. Yа. New chemical technologies based on Turing reaction–diffusion processes / V. Yа. Shevchenko, S. N. Perevislov, M. V. Kovalchuk, A. S. Oryshchenko // Doklady Chemistry. ― 2021. ― Vol. 496, № 2. ― Р. 28‒31. DOI: 10.1134/S0012500821020038.

6. Shevchenko, V. Yа. Physicochemical interaction processes in the carbon (diamond)–silicon system / V. Yа. Shevchenko, S. N. Perevislov, V. L. Ugolkov // Glass Phys. Chem. ― 2021. ― Vol. 47, № 3. ― P. 197‒208. DOI: 10.1134/S108765962103010X.

7. Shevchenko, V. Yа. Reaction-diffusion mechanism of synthesis in the diamond‒silicon carbide system / V. Yа. Shevchenko, S. N. Perevislov // Russian Journal of Inorganic Chemistry. ― 2021. ― Vol. 66, № 8. ― P. 1107‒1114. DOI: 10.1134/S003602362108026X.

8. Shevchenko, V. Yа. Determination of the mechanical characteristics of the Ideal ceramic (diamond‒silicon carbide composite) / V. Yа. Shevchenko, A. S. Oryshchenko, A. N. Belyakov, S. N. Perevislov // Glass Phys. Chem. ― 2023. ― Vol. 49, № 6. ― Р. 539‒543. DOI: 10.1134/s108765962360062x.

9. Shevchenko, V. Yа. About the criteria for the choice of materials to protect against the mechanical dynamic loading / V. Yа. Shevchenko, S. N. Perevislov, A. S. Oryshchenko, M. V. Sil’nikov // Glass Physics and Chemistry. ― 2021. Vol. 47, № 4. ― P. 281‒288. DOI: 10.1134/S1087659621040179.

10. Bogdanov, S. P. Effect of diamond phase dispersion on the properties of diamond‒SiC‒Si composites / S. P. Bogdanov, A. S. Dolgin, S. N. Perevislov [et al.] // Ceramics. ― 2023. ― № 6. ― P. 1632‒1649. DOI: 10.3390/ceramics6030100.

11. Herrmann, M. Diamond-ceramics composites — new materials for a wide range of challenging applications / M. Herrmann, B. Matthey, S. Hohn [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2012. ― № 32. ― P. 1915‒1923. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2011.11.005.

12. Гаршин, А. П. Реакционно-спеченные карбидокремниевые материалы конструкционного назначения. Физико-механические и триботехнические свойства / А. П. Гаршин, С. Г. Чулкин. ― СПб. : Изд-во Политехнического ун-та, 2006. ― 83 с.

13. Самойлов, В. М. Получение и исследование карбидкремниевых материалов на основе реакционносвязанного карбида кремния / В. М. Самойлов, И. А. Породзинский // Перспективные материалы. ― 2014. ― № 3. ― С. 67‒71.

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

15. Belyakov, A. N. Study of the structural, physical, and mechanical characteristics of reaction-sintered silicon carbide ceramics / A. N. Belyakov, M. A. Markov, I. N. Kravchenko [et al.] // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. ― 2023. ― Vol. 52, Suppl. 1. ― P. S74‒S81. DOI: 10.3103/S1052618823090029.

16. Belyakov, A. N. Contemporary materials and their application in the construction of high-temperature objects / A. N. Belyakov, M. A. Markov, I. N. Kravchenko [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2023. ― Vol. 64, № 3. ― P. 256‒264. ― DOI: 10.1007/s11148-024-00835-3.

17. Беляков, А. Н. Cовременные материалы и их применение при конструировании высокотемпературных изделий для специального машиностроения / А. Н. Беляков, М. А. Макаров, И. Н. Кравченко [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2023. ― № 5. ― С. 69‒79.

18. 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 Phys. Chem. ― 2023. ― Vol. 49, № 3. ― P. 306‒313. DOI: 10.1134/s1087659623600060.

19. Markov, M. A. High-temperature bending tests of reaction-sintered silicon carbide-based ceramic materials / M. A. Markov, S. V. Vikhman, A. N. Belyakov [et al.] // Russ. J. Appl. Chem. ― 2023. ― Vol. 96, № 1. ― P. 16‒20. DOI: 10.1134/s1070427223010032.

20. Belyakov, A. N. A comparative study of methods for obtaining silicon carbide ceramic materials / A. N. Belyakov, M. A. Markov, D. A. Dyuskina [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2023. ― Vol. 64, № 3. ― P. 299‒310. DOI: 10.1007/s11148-024-00842-4.

21. Беляков, А. Н. Сравнительное исследование методов получения карбидкремниевых керамических материалов / А. Н. Беляков, М. А. Макаров, Д. А. Дюскина [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2023. ― № 6. ― С. 13‒26.

22. Markov, M. A. Development of novel ceramic construction materials based on silicon carbide for products of complex geometry / M. A. Markov, A. V. Krasikov, A. D. Bykova [et al.] // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. ― 2021. ― Vol. 50, № 2. ― P. 158‒163. DOI: 10.3103/S1052618821020096.

23. Ness, J. N. Microstructural evolution in reactionbonded silicon carbide / J. N. Ness, T. F. Page // J. Mater. Sci. ― 1986. ― Vol. 21, № 4. ― P. 1377‒1397. DOI: 10.1007/bf00553278.

24. Aroati, S. Preparation of reaction bonded silicon carbide (RBSC) using boron carbide as an alternative source of carbon / S. Aroati, M. Cafri, H. Dilman [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2011. ― Vol. 31, № 5. ― P. 841‒845. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2010.11.032.

25. Анастасиади, Г. П. Работоспособность броневых материалов / Г. П. Анастасиади, М. В. Сильников. ― СПб. : Астерион, 2004. ― 624 с.

26. Ashby, M. F. Materials selection in mechanical design / M. F. Ashby, D. Cebon // Le Journal de Physique IV. ― 1993. ― Т. 3, № 03 (C7). ― С. 7‒9.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Беляков А.Н., Марков М.А., Каштанов А.Д., Быкова А.Д., Чекуряев А.Г., Дюскина Д.А., Николаев А.Н. Керамический реакционно-спеченный материал алмаз ‒ карбид кремния для применения в изделиях специального назначения. Новые огнеупоры. 2025;(4):20-26. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2025-4-20-26

For citation: Belyakov A.N., Markov M.A., Kashtanov A.D., Bykova A.D., Chekuryaev A.G., Dyuskina D.A., Nikolaev A.N. Ceramic reaction-sintered material diamond ‒ silicon carbide for use in special-purpose products. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2025;(4):20-26. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2025-4-20-26

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль