THE COMPARATIVE ANALYSIS OF THE ZRO2‒SIO2 AND OF THE ZRO2‒AL2O3‒SIO2 FIBROUS COMPOSITE MATERIALS PROPERTIES

Yu. A. Balinova; N. V. Buchilin; V. G. Babashov

doi:10.17073/1683-4518-2018-4-136-140

THE COMPARATIVE ANALYSIS OF THE ZRO2‒SIO2 AND OF THE ZRO2‒AL2O3‒SIO2 FIBROUS COMPOSITE MATERIALS PROPERTIES

Yu. A. Balinova, N. V. Buchilin, V. G. Babashov

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-4-136-140

Full Text:

Abstract

The strength, the morphology and phase composition of the ceramic composite system based on both the tetragonal ZrO₂fiber and the matrix containing various amounts of SiO₂ and Al₂O₃ were investigated in the article. It was demonstrated that the Al₂O₃ content within 0 and 20 wt. % promotes both the dispersivestrengthened structure formation and the material's ultimate bending strength increasing. The material's strength decreasing with the further increase of Al₂O₃ content is stipulated by the coming up shortage of SiO₂ and the lack of sintering between Al₂O₃ and mullite. The structure and phase composition features are shown for the ZrO₂-fibers-based composite with various Al₂O₃ :

Keywords

ceramic composite materials (CCM), discontinues ZrO2 fiber, SiO2 matrix, sol-gel precursors,

About the Authors

Yu. A. Balinova

ФГУП «Всероссийский институт авиационных материалов»ГНЦ РФ
Russian Federation

N. V. Buchilin

ФГУП «Всероссийский институт авиационных материалов»ГНЦ РФ
Russian Federation

V. G. Babashov

ФГУП «Всероссийский институт авиационных материалов»ГНЦ РФ
Russian Federation

References

1. Каблов, Е. Н. Инновационные разработки ФГУП«ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» / Е. Н. Каблов // Авиационные материалы и технологии. ― 2015. ― № 1 (34).― С. 3‒33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.

2. Каблов, Е. Н. России нужны материалы нового поколения / Е. Н. Каблов // Редкие земли. ― 2014. ― № 3. ― С. 813.

3. Гращенков, Д. В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов / Д. В. Гращенков, Л. В. Чурсова // Авиационные материалы и технологии. ― 2012. ― № S. ― С. 231‒242.

4. Каблов, Е. Н. Высокотемпературные конструкционные композиционные материалы на основе стекла и керамики для перспективных изделий авиационной техники / Е. Н. Каблов, Д. В. Гращенков, Н. В. Исаева [и др.] // Стекло и керамика. ― 2012. ― № 4. ― С. 7‒11.

5. Каблов, Е. Н. Перспективные высокотемпературные керамические композиционные материалы / Е. Н. Каблов, Д. В. Гращенков, Н. В. Исаева [и др.] // Российский химический журнал. ― 2010. ― Т. LIV, № 1. ― С. 20‒24.

6. Каблов, Е. Н. Стратегические направления развития конструкционных материалов и технологий их переработки для авиационных двигателей настоящего и будущего / Е. Н. Каблов, О. Г. Оспенникова, Б. С. Ломберг // Автоматическая сварка. ― 2013. ― № 10. ― С. 23‒32.

7. Варрик, Н. М. Оксид-оксидные композиционные материалы для газотурбинных двигателей (обзор) / Н. М. Варрик, Ю. А. Ивахненко, В. Г. Максимов // Труды ВИАМ : электрон. науч.-техн. журн. ― 2014. ― № 8. ― Ст. 03. DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-8-3-3.

8. Ивахненко, Ю. А. Высокотемпературные теплоизоляционные и теплозащитные материалы на основе волокон тугоплавких соединений / Ю. А. Ивахненко, В. Г. Бабашов, А. М. Зимичев, Е. В. Тинякова // Авиационные материалы и технологии. ― 2012. ― № S. ― С. 380‒386.

9. Proceeding of the 15th Annual Conference on Composites and Advanced Ceramic Materials. Part 2 of 2: Ceramic Engineering and Science Proceeding. ― 2009. ― Vol. 12, № 9/10. ― 2273 p.

10. Керамика и композиционные материалы : тез. докладов VII Всероссийской научной конференции. ― Сыктывкар, 2010. ― 174 с.

11. Пат. US 2608525 А. Catalyc cracking of hydrocarbons with a silica-alumina-zirconia composite ; заявл. 11.01.46 ; опубл. 26.08.52.

12. Aguila, G. CuO and CeO2 catalysts supported on Al2O3, ZrO2 and SiO2 in the oxidation of CO at low temperature/ G. Aguila, F. Gracia, P. Araya // Applied Catalysis A-General. ― 2008. ― Vol. 343. ― P. 16‒24. URL: http://repositorio.uchile.cl/bitstream/handle/2250/125036/Aguila_Gonzalo.pdf?sequence=1&isAllowed=y (дата обращения 14.09.2017). DOI: 10.1016/j.apcata.2008.03.015

13. Wang, W. Hydrodeoxygenation of p-cresol over Pt/Al2O3 catalyst promoted by ZrO2, CeO2 and CeO2‒ ZrO2 / W. Wang, K. Wu, P. Lui [et al.] // Ind. Eng. Chem. Res. ― 2016. ― Vol. 55. ― Р. 7598‒7603. URL: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.iecr.6b00515 (дата обращения 04.09.2017) DOI: 10.1021.acs. iecr.6b00515.

14. Kumar, V. V. An investigation on the influence of support type for Ni catalyzed vapour phase hydrogenation of aqueous levulinic acid to γ-valerolactone / V. V. Kumar, G. Naresh, M. Sudhakar [et al.] // RSC Advanced. ― 2016. ― Vol. 6. ― P. 9872‒9879.

15. Banus, E. D. Structured catalyst for soot combustion for diesel engines. Diesel engine ― combustion, emissions and condition monitoring / E. D. Banus, M.Ulla, E. E. Miro, V. G. Milt // InTech. ― 2013. ― Р. 118‒142. URL: http://cdn.intechopen.com/pdfs/44436/ InTech-Structured_catalysts_for_ soot_combustion_ for_diesel_engines.pdf (дата обращения 04.09.2017). DOI:10.5772/54516.

16. Головин, Ю. И. Композиты на основе оксида циркония и их применение для иммобилизации радиоактивных отходов / Ю. И. Головин, Д. Г. Кузнецов, В. М. Васюков [и др.] // Вестник ТГУ. ― 2013. ― Т. 18, вып. 6. ― С. 3150.

17. Gomez, R. Zirconia/silica sol-gel catalysts: effect of surface heterogeneity on the selectivity 2-propanol decomposition / R. Gomez, T. Lopez, T. Tzompantzi [et al.] // Langmuir. ― 1997. ― Vol. 13. ― P. 970‒973.

18. Wang, Q. P. Phase transformation of Al2O3‒SiO2‒ ZrO2 composite membranes / Q. P. Wang, X. S. Tian, S. X. Liu [et al.] // Adv. Mater. Res. ― 2010. ― Vol. 177. ― Р. 329‒333. URL: https://www.scientific.net/AMR.177.329 (дата обращения 25.08.2017). DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.177.329.

19. Barry, C. C. Ceramic materials. Science and engineering / C. C. Barry, N. M. Grant. ― Springer, 2007. ― P. 16.

20. Zhang, R. Novel Al2O3‒SiO2 aerogel/porous zirconia composite with ultra-low thermal conductivity / R. Zhang, Y. Changshou, W. Baoling // J. Porous Mater. ― 2017. ― P. 1‒8.

21. Zhang, R. Enhanced mechanical and thermal properties of anisotropic fibrous porosmullite-zirconia composites prodused using sol-gel impregnation / R. Zhang // J. Alloys Compd. ― 2017. ― Vol. 699. ― P. 511‒516. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838817300099 (дата обращения 04.09.2017). DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.01.007.

22. Olabi, Abdul-Ghani. Caracterisation of aluminazirconia composites prodused by micron-sized powders / Abdul-Ghani Olabi. ― DCU, 2005. ― P. 115.

23. Bosh, P. Ceramic materials. Processes, propeties and applications / P. Bosh, J.-C. Niepsce. ― ISTE, 2007.― P. 573.

24. Loehman, R. E. Characterization of ceramics / R. E. Loehman. ― N. Y. : Momentum Press, 2010. ― 316 p.

25. Freiman, S. W. The fracture of brittle materials. Testing and analysis / S. W. Freiman, J. J. Mecholsky. ― Wiley, 2012. ― P. 68‒72.

Supplementary files

For citation: Balinova Y.A., Buchilin N.V., Babashov V.G. THE COMPARATIVE ANALYSIS OF THE ZRO2‒SIO2 AND OF THE ZRO2‒AL2O3‒SIO2 FIBROUS COMPOSITE MATERIALS PROPERTIES. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2018;(4):136-140. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-4-136-140

Refbacks

There are currently no refbacks.

ISSN 1683-4518 (Print)

Username
Password