МИКРОСТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА LPSSIC-МАТЕРИАЛОВ С ВЫСОКОДИСПЕРСНОЙ СПЕКАЮЩЕЙ ДОБАВКОЙ


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-10-42-47

Полный текст:


Аннотация

Методом свободного жидкофазного спекания получены плотные (ρотн = 99,5 %) материалы на основе карбида кремния. В качестве спекающей добавки использовали эвтектическую смесь компонентов MgO, Y2O3 и Al2O3, соответствующую составу на линии гранат ‒ шпинель. При подготовке шихтовых порошков использовали метод химического осаждения из растворов солей, образующих в дальнейшем оксиды эвтектического состава, равномерно распределенные на частицах порошка карбида кремния. Полученные материалы имеют высокие показатели механических свойств: Eупр = 410 ГПа, σизг = 680 МПа, КIс = 6,0 МПа·м1/2, HV 21,5 ГПа, значения которых близки к показателям горячепрессованных карбидкремниевых материалов.

 


Об авторах

С. Н. Перевислов
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия
Санкт-Петербург


И. Б. Пантелеев
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия
Санкт-Петербург


А. П. Шевчик
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия
Санкт-Петербург


М. В. Томкович
ФГБУН «Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН»
Россия
Санкт-Петербург


Список литературы

1. Kim, Y. W. Effect of initial particle size on microstructure of liquid-phase sintered α-silicon carbide / Y. W. Kim, J. Y. Kim, S. H. Rhee, D. Y. Kim // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2000. ― Vol. 20, № 7. ― P. 945‒949.

2. Lee, S. G. Effect of sintering-additive composition on fracture toughness of liquid-phase-sintered SiC ceramics / S. G. Lee, W.-H. Shim, J.-Y. Kim, W. T. Kwon // J. Mater. Sci. Lett. ― 2001. ― Vol. 20, № 2. ― P. 143‒146.

3. Cho, K.-S. R-curve behavior of layered silicon carbide ceramics with surface fine microstructure / K.-S. Cho, H.-J. Choi, J.-G. Lee, Y. W. Kim // J. Mater. Sci. ― 2001. ― Vol. 36, № 9. ― P. 2189‒2193.

4. Hidaka, N. Hot-pressing and mechanical properties of SiC ceramics with polytitanocarbosilane / N. Hidaka, Y. Hirata, S. Sameshima, H. Sueyoshi // Journal of Ceramic Processing and Research. ― 2004. ― Vol. 5, № 4. ― P. 331‒336.

5. Li-Ming, W. Colloidal processing and liquid-phase sintering of SiC / W. Li-Ming, W. E. I. Wen-Cheng // J. Ceram. Soc. Jpn. ― 1995. ― Vol. 103, № 1197. ― P. 434‒443.

6. Guo, X.-Zh. Sintering and microstructure of silicon carbide ceramic with Y3Al5O12 added by sol-gel method / X.-Zh. Guo, H. Yang // Journal of Zhejiang University. Science. B. ― 2005. ― Vol. 6, № 3. ― Р. 213‒218.

7. Nien, Y. T. Synthesis of nano-scaled yttrium aluminum garnet phosphor by co-precipitation method with HMDS treatment / Y. T. Nien, Y.-L. Chen, I.-G. Chen [et al.] // Mater. Chem. Phys. ― 2005. ― Vol. 93, № 1. ― P. 79‒83.

8. Hidaka, N. Doctoral Dissertation, Graduate School of Science and Engineering, Kagoshima University, Doctorate № 227. ― 285 p.

9. Zhang, Y. Surface modification of ceramic powders by complexes of metal ions in aqueous media / Y. Zhang // J. Mater. Sci. Lett. ― 2002. ― Vol. 21, № 22. ― P. 1723‒1725.

10. Kikkawa, S. Soft solution preparation methods in a ZrO2‒Al 2O3 binary system / S. Kikkawa, A. Kijima, K. Hirota, O. Yamaguchi // Solid State Ionics. ― 2002. ― Vol. 151, № 1. ― P. 359‒364.

11. Lorca, J. L. Influence of the Y2O3 content and temperature on the mechanical properties of melt-grown Al2O3‒ZrO2 eutectics / J. L. Lorca, J. Y. Pastor, P. Poza, J. I. Pena // J. Am. Ceram. Soc. ― 2004. ― Vol. 87, № 4. ― P. 633‒639.

12. Kim, H. S. Bending strength and crack-healing behavior of Al2O3/SiC composites ceramics / H. S. Kim, M. K. Kim, S. B. Kang [et al.] // Mater. Sci. Eng., A. ― 2008. ― Vol. 483. ― P. 672‒675.

13. Nakao, W. Critical crack-healing condition for SiC whisker reinforced alumina under stress / W. Nakao, M. Ono, S. Lee [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 25, № 16. ― P. 3649‒3655.

14. Andoа, K. Crack healing behaviour and hightemperature strength of mullite/SiC composite ceramics / K. Andoa, M.-Ch. Chua, K. Tsujib [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2002. ― Vol. 22, № 8. ― P. 1313‒1319.

15. Nam, K. W. Crack-healing behavior and bending strength of Si3N4/SiC composite ceramics by SiO2 colloidal / K. W. Nama, M. K. Kimb, S. W. Park [et al.] // Mater. Sci. Eng., A. ― 2007. ― Vol. 471, № 1. ― P. 102‒105.

16. Park, D.-C. Effect of nitrate salts as sintering additives during the ball-milling process of silicon nitride powders / D.-C. Park, T. Yano, T. Iseki, K. Urabe // J. Am. Ceram. Soc. ― 2000. ― Vol. 83, № 12. ― С. 2967‒2973.

17. Перевислов, С. Н. Соосаждение оксидов из раствора солей на поверхность частиц карбида кремния / С. Н. Перевислов, И. Б. Пантелеев, С. В. Вихман [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2015. ― № 9. ― С. 9‒16.

18. Ахметов, Н. С. Общая и неорганическая химия / Н. С. Ахметов ; 5-е изд., перераб и доп. ― М. : Высшая школа, 2006. ― 743 с.

19. Nien, Y.-T. Synthesis of nano-scaled yttrium aluminum garnet phosphor by co-precipitation method with HMDS treatment / Y.-T. Nien, Y.-L. Chen, I.-G. Chen [et al.] // Mater. Chem. Phys. ― 2005. ― Vol. 93, № 1. ― P. 79‒83.

20. Castillo-Rodríguez, M. Effect of atmosphere and sintering time on the microstructure and mechanical properties at high temperatures of α-SiC sintered with liquid phase Y2O3‒Al2O3 / M. Castillo-Rodríguez, A. Munoz, A. Domínguez-Rodríguez // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2006. ― Vol. 26, № 12. ― P. 2397‒2405.

21. Strecker, K. Liquid phase sintering of silicon carbide with AlN/Y2O3, Al2O3/Y2O3 and SiO2/Y2O3 additions / K. Strecker, S. Ribeiro, D. Camargo [et al.] // Materials Research. ― 1999. ― Vol. 2, № 4. ― P. 249‒254.

22. Perevislov, S. N. Mechanism of liquid-phase sintering of silicon carbide and nitride with oxide activating additives / S. N. Perevislov // Glass Ceram. ― 2013. ― Vol. 70, № 7/8. ― P. 265‒268.

23. Sirota, V. Microstructural and physical properties of magnesium oxide-doped silicon nitride ceramics / V. Sirota, O. Lukianova, V. Krasilnikov [et al.] // Results in Physics. ― 2016. ― Vol. 6. ― P. 82, 83.

24. Krasil'nikov, V. V. Investigation of the structure of Si3N4-based ceramic with Al2O3 and Y2O3 additives / V. V. Krasil'nikov, V. V. Sirota, A. S. Ivanov [et al.] // Glass Ceram. ― 2014. ― Vol. 71, № 1/2. ― P. 15‒17.

25. Lukianova, O. A. Mechanical and elastic properties of new silicon nitride ceramics produced by cold isostatic pressing and free sintering / O. A. Lukianova // Ceram. Int. ― 2015. ― Vol. 41, № 10. ― P. 13716‒13720.

26. Zhou, Y. Tailoring the mechanical properties of silicon carbide ceramics by modification of the intergranular phase chemistry and microstructure / Y. Zhou, K. Hirao, Y. Yamauchi, S. Kanzaki // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2002. ― Vol. 22, № 14. ― P. 2689‒2696.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Перевислов С.Н., Пантелеев И.Б., Шевчик А.П., Томкович М.В. МИКРОСТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА LPSSIC-МАТЕРИАЛОВ С ВЫСОКОДИСПЕРСНОЙ СПЕКАЮЩЕЙ ДОБАВКОЙ. Новые огнеупоры. 2017;(10):42-47. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-10-42-47

For citation: Perevislov S.N., Panteleev I.B., Shevchik A.P., Tomkovich M.B. MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF THE SIC-MATERIALS SINTERED IN LIQUID PHASE WITH THE FINELY DISPERSED AGENT. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2017;(10):42-47. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-10-42-47

Просмотров: 110

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)