.png)
.png)
Email this article 
The preparation of highly-porosity materials on base of silicon nitride
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-1-40-47
Abstract
the previously prepared thermoplastic slurry with thixotropic rheological properties. Different combinations of the thermal and mechanical effects in the course of the chipped constituent's consolidation can lead to various porosity distributions over the volume of the produced items. Ill. 7. Ref. 41. Tab. 2.
About the Author
V. G. GilevRussian Federation
References
1. Корниенко, П. А. Прочностные и теплофизические свойства пористых материалов из нитрида кремния /П. А. Корниенко, В. Я. Науменко, В. А. Чехович [и др.] //Порошковая металлургия. ― 1984. ― № 11. ― Р. 64‒70.
2. Díaz, A. Comparison of mechanical properties of silicon nitrides with controlled porosities produced by different fabrication routes / A. Díaz, S. Hampshire, J. F. Yang [et al.] //J. Amer. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 88, № 3. ― Р. 698‒706. ― Url.: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1551-2916.2005.00132.x/pdf
3. Park, Y. J. Characterization of Pore Structures for Porous Sintered Reaction-Bonded Silicon Nitrides with Varied Pore-Former Content / Y. J. Park, I. H. Song, H. D. Kim [et al.] // J. Korean Ceram. Soc. ― 2008. ― Vol. 45, № 11. ― Р. 675‒680. ― Url.: http://ocean.kisti.re.kr/downfile/volume/kcs/SRMHB8/2008/v45n11/SRMHB8_2008_v45n11_675.pdf
4. Yue, J. Porous Si3N4 fabricated by phase separation method using benzoic acid as pore-forming agent / J. Yue, B. Dong, H. Wang // J. Amer. Ceram. Soc. ― 2011. ― Vol. 94, № 7. ― Р. 1989‒1991. ― Url.: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1551-2916.2011.04611.x/pdf
5. Topateş, G. Production and permeability of porous Si3N4 ceramics produced by starch addition / G. Topateş, U. Petasch, J. Adler [et al.] // J. Asian Ceram. Soc. ― 2013. ― Vol. 1, № 3. ― Р. 257‒261. ― Url.: http://ac.els-cdn.com/S2187076413000389/1-s2.0-S2187076413000389-main.pdf?_tid=787246b0-8c68-11e6-9b56-00000aab0f01&acdnat=1475829280_b729cf4f8213e4ee84081a4eb3255b05
6. Alem, A. Sintered reaction-bonded silicon nitride foamswith a high level of interconnected porosity / A. Alem, R.A. L. Drew, M. D. Pugh // J. Mater. Sci. ― 2015. ― Vol. 50,№ 2. ― Р. 570‒576. ― Url.: http://eds.b.ebscohost.com/eds/pdfviewer/pdfviewer?sid=f2a6e65d-1d53-4dc7-aabd-d7158d11b622%40sessionmgr101&vid=0&hid=126
7. Yu, J. Study on particle-stabilized Si3N4 ceramic foams/ J. Yu, J. Yang, H. Li [et al.] // Mater. Lett. ― 2011. ― Vol.65, № 12. ― Р. 1801‒1804.
8. Yue, H. Fabrication of Si3N4 reticulated porous ceramics reinforced by needle-like β-Si3N4 / H. Yue, X.Wang, J. Tian // Ceram. Intern. ― 2014. ― Vol. 40, № 6. ― Р. 8525‒8532.
9. Jiang, G. P. Extrusion of porous silicon nitride using different binders / G. P. Jiang, J. F. Yang, J. Q. Gao // J.Ceram. Proc. Res. ― 2010. ― Vol. 11, № 1. ― Р. 126‒128. ― Url.: http://jcpr.kbs-lab.co.kr/file/JCPR_vol.11_2010/JCPR11-1/28[1].126-128.pdf
10. Yu, J. Gelcasting preparation of porous silicon nitride ceramics by adjusting the content of monomers / J. Yu, H. Wang, J. Zhang [et al.] // J. Sol-Gel Sci. Technol. ― 2010. ― Vol. 53, № 3. ― Р. 515‒523.
11. Zou, C. Microstructure and properties of porous silicon nitride ceramics prepared by gel-casting and gas pressure sintering / C. Zou, C. Zhang, B. Li [et al.] // Materials & Design. ― 2013. ― Vol. 44. ― Р. 114‒118. ― Url.: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0261306912005080
12. Xia, Y. Microstructure and mechanical properties of porous Si3N4 ceramics prepared by freeze-casting / Y. Xia, Y. P. Zeng, D. Jiang // Materials & Design. ― 2012. ― Vol. 33. ― Р. 98‒103. ― Url.: 0000aab0f6b&acdnat=1475830472_77421915c18181a28719a7c889d16f1c
13. Zhang, R. Microstructure, mechanical and dielectric properties of highly porous silicon nitride ceramics produced by a new water-based freeze casting / R. Zhang, D. Fang, Y. Pei, L. Zhou // Ceram. Intern. ― 2012. ― Vol. 38, № 5. ― Р. 4373‒4377.
14. Fukasawa, T. Synthesis of porous silicon nitride with unidirectionally aligned channels using freezedrying process / T. Fukasawa, Z. Y. Deng, M. Ando [et al.] // J. Amer. Ceram. Soc. ― 2002. ― Vol. 85, № 9. ― Р. 2151‒2155. ― Url.: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1151-2916.2002.tb00426.x/pdf
15. Yang, J. F. Synthesis of porous Si3N4 ceramics with rod-shaped pore structure / J. F. Yang, G. J. Zhang, N. Kondo [et al.] // J. Amer. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 88, № 4. ― P. 1030‒1032. ― Url.: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1551-2916.2005.00199.x/pdf
16. Ding, S. Oxidation bonding of porous silicon nitride ceramics with high strength and low dielectric constant / S. Ding, Y. P. Zeng, D. Jiang // Mater. Lett. ― 2007. ― Vol. 61, № 11. ― Р. 2277‒2280.
17. Cai, Y. Properties of porous Si3N4 ceramic electromagnetic wave transparent materials prepared by technique combining freeze drying and oxidation sintering / Y. Cai, X. Li, J. Dong // J. Mater. Sci.: Mater. in Electron. ― 2014. ― Vol. 25, № 4. ― P. 1949‒1954. ― Url.: http://link.springer.com/article/10.1007/s10854-014-1827-0/fulltext.html
18. Yao, D. Porous Si3N4 ceramics prepared via slip casting of Si and reaction bonded silicon nitride / D. Yao, Y. Xia, Y.-P. Zeng [et al.] // Ceram. Intern. ― 2011. ― Vol. 37, № 8. ― Р. 3071‒3076.
19. Hu, H. L. Synthesis of porous Si3N4/SiC ceramics with rapid nitridation of silicon / H. L. Hu, Y. P. Zeng, K. H. Zuo [et al.] // J. Europ. Ceram. Soc. ― 2015. ― Vol. 35, № 14. ― Р. 3781‒3787. ― Url.: https://www.researchgate.net/profile/Hailong_Hu8/publication/280565269_Synthesis_of_porous_Si3N4SiC_ceramics_with_rapid_nitridation_of_silicon/links/55ba0dd908ae9289a091dc77.pdf
20. Shan, S.-Y. Porous silicon nitride ceramics prepared by reduction–nitridation of silica / S.-Y. Shan, J.-F. Yang, J.-Q. Gao [et al.] // J. Amer. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 88, № 9. ― Р. 2594‒2596. ― Url.: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1551-2916.2005.00444.x/pdf
21. Lu, Y. Porous silicon nitride ceramics fabricated by carbothermal reduction-reaction bonding / Y. Lu, J. Yang, W. Lu [et al.] // Mater. and Manufacturing Processes. ― 2011. ― Vol. 26. ― Р. 855‒861.
22. Zhao, X. Properties and Processing of Porous Si3N4 ceramics / X. Zhao, H. Wang, W. Shang [et al.] // Key Engin. Mater. ― 2014. ― Vol. 602/603. ― Р. 375‒379.
23. Yang, H. A novel silica aerogel/porous Si3N4 composite prepared by freeze casting and sol-gel impregnation with high-performance thermal insulation and wavetransparent / H. Yang, F. Ye, Q. Liu [et al.] // Mater. Lett.― 2015. ― Vol. 138. ― Р. 135‒138.
24. Wang, C. Fabrication of dense β-Si3N4 -based ceramic coating on porous Si3N4 ceramic / C. Wang, H. Wang, X. Fan [et al.] // J. Europ. Ceram. Soc. ― 2015. ― Vol. 35, № 6. ― Р. 1743‒1750.
25. Zhang, R. Effect of pre-oxidation on the microstructure, mechanical and dielectric properties of highly porous silicon nitride ceramics / R. Zhang, D. Fang, X. Chen, Y. Pei // Ceram. Intern. ― 2012. ― Vol. 39, № 7. ― Р. 6021‒6026.
26. Анциферов, В. Н. Свойства пористых нитридкремниевых материалов / В. Н. Анциферов, В. Г. Гилев // Огнеупоры. ― 1988. ― № 7. ― С. 20‒23. Antsiferov, V. N. Properties of porous silicon-nitride materials / V. N. Antsiferov, V. G. Gilev // Refractories. ― 1989. ― Vol. 29, № 7/8. ― P. 410‒415. ― Url.: http://link.springer.com/article/10.1007/BF01297628
27. Анциферов, В. Н. Особенности получения пористых нитридкремниевых материалов из тонкостенных элементов / В. Н. Анциферов, В. Г. Гилев // Порошковая металлургия. ― 1991. ― № 8. ― С. 44‒48. Antsiferov, V. N. Features of preparing porous silicon nitride materials from thin-walled elements / V. N. Antsiferov, V. G. Gilev // Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. ― 1991. ― Vol. 30, № 8. ― P. 660‒663. DOI: 10.1007/BF01172043. ― Url.: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01172043?LI=true
28. Анциферов, В. Н. Прессование элементов из шликера для получения выcoкопористого РСНК / В. Н. Анциферов, В. Г. Гилев, А. А. Шацов // Огнеупоры. ― 1992. ― № 1. ― С. 13‒15. Antsiferov, V. N. Pressing components from slip to obtain highly porous reaction-sintered silicon nitride (RSSN) / V. N. Antsiferov, V. G. Gilev, A. A. Shatsov // Refractories. ― 1992. ― Vol. 33, № 1/2. ― P. 23‒28. ― Url.: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01282078?LI=true
29. Анциферов, В. Н. Консолидация шликерных тонкостенных элементов на основе тиксотропных дисперсных систем для получения высокопористого РСНК / В. Н. Анциферов, В. Г. Гилев // Новые огнеупоры. ― 2015. ― № 8. ― С. 39‒43. Antsiferov, V. N. Consolidation of slip thin-walled elements based on thixotropic dispersed systems for preparing highly porous RSSN / V. N. Antsiferov, V. G. Gilev // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2015. ― Vol. 56, № 4. ― P. 413‒417. ― Url.: http://link.springer.com/article/10.1007/s11148-015-9857-6
30. Гилев, В. Г. Получение полых цилиндрических изделий из высокопористого нитрида кремния центробежным формованием стружки из тиксотропного термопластичного шликера / В. Г. Гилев // Новые огнеупоры. ― 2015. ― № 10. ― С. 44‒49. Gilev, V. G. Making Hollow Cylindrical Products of High-Porosity Silicon Nitride by the Centrifugal Forming of Granules of a Thixotropic Thermoplastic Slip / V. G.Gilev // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2015. ― Vol. 56, № 5. ― P. 538‒543. ― Url.: http://link.springer.com/article/10.1007/s11148-016-9883-z
31. Анциферов, В. Н. Особенности получения высокопористых материалов из нитрида кремния, оксинитрида кремния и сиалонов / В. Н. Анциферов, В. Г.Гилев, А. Г. Ланин, Р. М. Якушев // Огнеупоры и техническая керамика. ― 1996. ― № 11. ― С. 8‒13. Antsiferov, V. N. Special features of manufacturing highly porous materials from silicon nitride, silicon oxynitride, and sialons / V. N. Antsiferov, V. G. Gilev, A. G. Lanin, R. M. Yakushev // Refractories and Industrial Ceramics. ― 1996. ― Vol. 37, № 11/12. ― P. 382‒386. ― Url.: http://link.springer.com/article/10.1007/BF02238703
32. Гилев, В. Г. Высокоскоростное разрушение слоистых преград на основе композиционных материалов Al‒Si3N4 / В. Г. Гилев // Металловедение и термическая обработка металлов. ― 2003. ― № 5. ― С. 21‒26. Gilev, V. G. Rapid fracture of layered shields based on Al‒Si3N4 composite material / V. G. Gilev / Metal Science and Heat Treatment. ― 2003. ― Vol. 45. № 5/6. ― P. 177‒182. DOI: 10.1023/A:1025943319300. ― Url.: http://link.springer.com/article/10.1023/A:1025943319300
33. Antsiferov, V. N. Thermal stress resistance of a porous silicon nitride / V. N. Antsiferov, V. G. Gilyov, A. G. Lanin [et al.] // Ceram. Intern. ― 1991. ― Vol. 17, № 9. ― Р. 181‒185.
34. Гилев, В. Г. Получение проницаемых волокнистых материалов из нитрида кремния / В. Г. Гилев, Л. М. Гревнов // Новые огнеупоры. ― 2015. ― № 6. ― C. 24‒26. Gilev, V. G. Production of Permeable Fibrous Materials Composed of Silicon Nitride / V. G. Gilev, L. M. Grevnov // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2015. ― Vol. 56, № 3. ― P. 254‒256. ― Url.: http://link.springer.com/article/10.1007/s11148-015-9824-2
35. Гилев, В. Г. Получение проницаемых материалов из нитрида кремния консолидацией волокон из термопластичного шликера / В. Г. Гилев, И. Б. Пуртов // Сборник тезисов докладов V международной конференции «Техническая химия. От теории к практике». 19‒23 сентября 2016 г., Пермь. Издание института технической химии УрО РАН, 2016. ― C. 15.
36. Гузман, И. Я. Реакционное спекание в технологии керамики и огнеупоров / И. Я. Гузман // Стекло и керамика. ― 1985. ― № 6. ― C. 16‒18.
37. Porz, F. Oxidation mechanism of porous silicon nitride / F. Porz, F. Thümmler // J. Mater. Sci. ― 1984. ― Vol. 19, № 4. ― Р. 1283‒1295. ― Url.: http://link.springer.com/article/10.1007/BF01120040
38. Grathwohl, G. Interaction between creep, oxidation and microporosity in reaction-bonded silicon nitride / G.Grathwohl, F. Thümmler // Ceram. Intern. ― 1980. ― Vol. 6, № 2. ― P. 43‒50. Url.: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/039055198090040X
39. Haggerty, J. S. High strength, oxidation resistant reaction bonded silicon nitride from laser-synthesized silicon powder / J. S. Haggerty [et al.] // Ceramic Materials and Components for Engines. ― Frankfurt : DKG Verlag, 1986. ― С. 147‒154.
40. Ziegler, G. Relationships between processing, microstructure and properties of dense and reactionbonded silicon nitride / G. Ziegler, J. Heinrich, G. Wötting // J. Mater. Sci. ― 1987. ― Vol. 22, № 9. ― P. 3041‒3086. http://link.springer.com/article/10.1007/BF01161167
41. Siebels I. E. Oxidation and strength of silicon nitride and silicon carbide / I. E. Siebels // Ceram. High Performance Appl. 3 Reliab. Proc. 6th Army Mater. Thechnol. Conf. Orcas. Island. wach., 10‒13 July, 1979, New York ; London, 1983. ― P. 793‒804. http://link.springer. com/chapter/10.1007/978-1-4684-3965-6_40#page-1
Supplementary files
For citation: Gilev V.G. The preparation of highly-porosity materials on base of silicon nitride. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2017;(1):40-47. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-1-40-47
Refbacks
- There are currently no refbacks.