Titanization of C/SiC composite fibers in KCl-LiCl-K2TiF6 salt melt and production of ceramics from them

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Titanisation of C/SiC composite fibres with core-shell structure was carried out by synthesis in molten salts. A mixture of salts KCl, LiCl and K2TiF6 was used as the reaction medium, and metallic titanum powder was used as the titanising agent. The titanisation was carried out at a temperature of 800°C in a stationary argon atmosphere. Ceramic material was obtained from titanised fibres by hot pressing. The microstructure and phase composition of the fibres and hot pressed samples were investigated. It was found that Ti5Si3 and TiC phases are formed during titanation, and during hot pressing the Ti5Si3 phase reacts with the carbon core of C/SiC composite fibres to give titanium carbide TiC as a titanium-containing product. It was found that increasing the degree of titanisation leads to a decrease in porosity and an insignificant increase in strength of the obtained material.

About the authors

E. I. Istomina

Institute of Chemistry of Federal Research Centre “Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

Email: istomina-ei@yandex.ru
Syktyvkar, 167982 Russia

P. V. Istomin

Institute of Chemistry of Federal Research Centre “Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

Email: istomina-ei@yandex.ru
Syktyvkar, 167982 Russia

A. V. Nadutkin

Institute of Chemistry of Federal Research Centre “Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

Email: istomina-ei@yandex.ru
Syktyvkar, 167982 Russia

V. E. Grass

Institute of Chemistry of Federal Research Centre “Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

Email: istomina-ei@yandex.ru
Syktyvkar, 167982 Russia

I. M. Belyaev

Institute of Chemistry of Federal Research Centre “Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

Email: istomina-ei@yandex.ru
Syktyvkar, 167982 Russia

O. G. Baeva

Institute of Chemistry of Federal Research Centre “Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

Email: istomina-ei@yandex.ru
Syktyvkar, 167982 Russia

V. O. Tarasov

Institute of Chemistry of Federal Research Centre “Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

Email: istomina-ei@yandex.ru
Syktyvkar, 167982 Russia

E. M. Tropnicov

Institute of Geology of Federal Research Centre “Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

Author for correspondence.
Email: istomina-ei@yandex.ru
Syktyvkar, 167982 Russia

References

  1. Xingui Z., Yua Y., Changrui Z. et al. // Mater. Sci. Eng., A. 2006. V. 433. P. 104. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.06.060
  2. Deng J., Wei Y., Liu W. // J. Am. Ceram. Soc. 1999. V. 82. № 6. P. 1629. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1999.tb01976.x
  3. Filipuzzi L., Camus G., Naslain R. // J. Am. Ceram. Soc. 1994. V. 77. № 2. P. 459. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1994.tb07015.x
  4. Гаршин А.П., Кулик В.И., Нилов А.С. // Новые огнеупоры. 2012. № 2. С. 43.
  5. Воробьёв А.А., Кулик В.А. и др. // Известия ПГУПС. 2020. Т. 17. № 2. С. 210. https://doi.org/10.20295/1815-588X-2020-2-210-220
  6. Krenkel W., Berndt F. // Mater. Sci. Eng., A. 2005. V. 412. № 1–2. P. 177. https://doi.org/10.1016/j.msea.2005.08.204
  7. Fan S., Yang C., He L. et al.// Rev. Adv. Mater. Sci. 2016. V. 44. P. 313.
  8. Гаршин А.П., Кулик В.И., Матвеев С.А. и др. // Новые огнеупоры. 2017. Т. 4. С. 20. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-4-20-35
  9. Yang J., Ai Y., Lv X. et al. // J. Int. Appl. Ceram. Technol. 2021. V. 18. №. 2. P. 449. https://doi.org/10.1111/ijac.13655
  10. Крамаренко Е.И., Кулаков В.В., Кенигфест А.М. и др. // Изв. Самар. Науч. центра РАН. 2011. Т. 13. № 4. С. 759.
  11. Воротыло С., Левашов Е.А., Потанин А.Ю. и др. // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2020. Т. 1. С. 41. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-41-54
  12. Орбант Р.А., Уткин А.В. Банных Д.А. и др. // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 11. С. 1253. https://doi.org/10.31857/s0002337x2311009x
  13. Istomina E.I., Istomin P.V., Nadutkin A.V. et al. // Ceram. Int. 2021. V. 47. № 16. P. 22587. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.04.270
  14. Истомина Е.И., Истомин П.В., Надуткин А.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 8. С. 977. https://doi.org/10.1134/S0036023621080088
  15. Гаршин А.П. Материаловедение. Техническая керамика в машиностроении / Учебник для вузов. 2-е изд., испр. и доп. М.: Изд-во Юрайт. 2024. 296 с.
  16. Nadeau J.S. // Am. Ceram. Soc. Bull. 1973. V. 52. № 2. P. 170.
  17. Kinoshita M., Matsumura H., Iwasa M., Hayami R. // J. Ceram. Soc. Jpn. 1981. V. 89. № 6. P. 302.
  18. Yano T., Budiyanto K., Yoshida K., Iseki T. // Fusion Eng. Des. 1998. V. 41. P. 157.
  19. Zou Ch., Ou Y., Zhou W., Li Zh. et al. // Mater. 2024. V. 17. № 5. P. 1182. https://doi.org/10.3390/ma17051182
  20. Перевислов С.Н., Лысенков А.С. и др. // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 2. С. 206. https://doi.org/10.7868/S0002337X17020099
  21. Samanta A.K., Dhargupta K.K., De A.K., Ghatak S. // Ceram. Int. 2000. V. 26. P. 831. https://doi.org/10.1016/S0272-8842(00)00050-X
  22. Ye H., Rixecker G., Haug S., Aldinger F. // J. Eur. Ceram. Soc. 2002. V. 22. Р. 2379. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(02)00006-7
  23. Kirianov A., Yamaguchi A. // Ceram. Int. 2000. V. 26. Р. 441. https://doi.org/10.1016/S0272-8842(99)00080-2
  24. Zhou Y., Hirao K. et al. // J. Mater. Res. 2003. V. 18. № 8. P. 1854. https://doi.org/10.1557/JMR.2003.0259
  25. Van Dijen F.K., Mayer E.// J. Eur. Ceram. Soc. 1996. V. 16. Р. 413. https://doi.org/10.1016/0955-2219(95)00129-8
  26. Rixecker G., Wiedmann I., Rosinus A., Aldinger F. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2001. V. 21. P. 1013. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(00)00317-4
  27. Biswas K., Rixecker G., Wiedmann I., Scweizer M. et al. // Mater. Chem. Phys. 2001. V. 67. P. 180. https://doi.org/10.1016/S0254-0584(00)00437-5
  28. Ye H., Rixecker G., Haug S., Aldinger F. // J. Eur. Ceram. Soc. 2002. V. 22. Р. 2379. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(02)00006-7
  29. Maitre A., Put A.V., Laval J. P., Valette S., Trolliard G. // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. V. 28. P. 1881. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.01.002
  30. Guo W., Xiao H., Liu J., Liang J. et al. // Ceram. Int. 2015. V. 41. № 9. P. 11117. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.05.059
  31. Magnani G., Beltrami G. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2001. V. 21. № 5. P. 633. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(00)00244-2
  32. Huang Z.H., Jia D.C., Liu Y.G. // Ceram. Int. 2003. V. 29. Р. 13. https://doi.org/10.1016/S0272-8842(02)00082-2
  33. Житнюк С.В. // Труды ВИАМ. 2019. № 3. С. 79.
  34. Raju K., Yoon D.H // Ceram. Int. 2016 V. 42. № 16. P. 17947. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.09.022
  35. Марков М. А., Николаев А. Н., Чекуряев А. Г. и др. // Физика и химия стекла. 2024. Т. 50. № 3. С. 24. https://doi.org/10.31857/S0132665124030035
  36. Suzuki K., Somiya S., Inomata Y. Ceramics / V. 2. London: Elsevier, 1991. P. 163.
  37. Zhu Y., Qin Z., Chai J.et al. // Metall. Mater. Trans. A. 2022. V. 53. P. 1188. https://doi.org/10.1007/s11661-021-06554-5
  38. Singh S., Pai K. // Ceram. Int. 2021. V. 47. № 10. Part B. P. 14809. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.10.068
  39. Baitalik S., Molla A.R., Kayal N. // J. Alloys Compd. 2018. V. 767. № 30. P. 302. https://doi: 10.1016/j.jallcom.2018.07.069
  40. Симоненко Н.П., Николаев В.А., Симоненко Е.П. и др. // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 12. С. 1566. https://doi.org/10.1134/S0036023616120184
  41. Истомина Е.И., Истомин П.В., Надуткин А.В. и др. // Сборник тезисов докладов. ХХII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Том 1. М.: ООО “Адмирал Принт”. 2024. С. 404
  42. Huang Z, Li F., Jiao Ch. et al. // Ceram. Int. 2016. V. 42. № 5. P. 6221. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.01.004
  43. Gupta S.K., Mao Y.// J. Phys. Chem. 2021. V. 125. P. 6508. https://doi.org/ 10.1021/acs.jpcc.0c10981
  44. Li S., Song J., Che Y., Jiao S. et al. // Energ. Environ. Mater. 2023. V. 6. P. e12339. https://doi.org/ 10.1002/eem2.12339
  45. Liu X., Wang Z., Zhang S. // Int. J. Appl. Ceram. Technol. 2011. V. 8. P. 911. https://doi.org/10.1111/j.1744- 7402.2010.02529.x
  46. Soe H.N., Khangkhamano M., Sangkert S. et al. // Mater. Lett. 2018. V. 229. P. 118. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.06.125
  47. Behboudi F., Kakroudi M.G., Vafa N.P. et al. // Ceram. Int. 2021. V. 47. P. 8161. https:// doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.11.172
  48. Ye J., Zhang S., Lee W.E. // J. Eur. Ceram. Soc. 2013. V. 33. P. 2023. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2013.02.011
  49. Yin Y., Wang S., Zhang S. et al. // Int. J. Appl. Ceram. Technol. 2022. V. 19. P. 1529. https://doi.org/10.1111/ijac.13961
  50. Li Y., Yin Y., Chen J., Kang X. et al. // Materials. 2023. V. 16. P. 5895. https://doi.org/10.3390/ma16175895
  51. Li H., Xie Y., Wang H., Qian Z. et al. // J. Alloys Compd. 2022. V. 928. P. 167142. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.167142
  52. Luo Y., Liu Z., Yu C., Deng C., Ding J. // J. Eur. Ceram. Soc. 2024. V. 44. P. 7953. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2024.05.066
  53. Fan S., Deng C., Yu C., Liu Z., Ding J. // J. Mater. Res. Technol. 2024. V. 29. P. 4833. https://doi.org/ 10.1016/j.jmrt.2024.02.201
  54. Tarasov V.O., Istomina E.I., Istomin P.V. et al. // Ceram. Int. 2024. V. 590. P. 46136. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.08.363
  55. Zou Y., Huang X., Fan B., Tang Z. et al. // Ceram. Int. 2023. V. 49. P. 8048. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.10.323
  56. Yang J., Ye F., Cheng L. // J. Eur. Ceram. Soc. 2022. V. 42. P. 1197. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.12.004
  57. Baumli P., Sytchev J., Göndör Zs. H., Kaptay G. // Mater. Sci. Forum. 2005. V. 473. P. 39. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.473-474.39
  58. Kim H.-J., Ahn Y.-S. // J. Alloys Compd. 2020. V. 849. P. 156508. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156508
  59. Zhu T., Wang Zh. // Rev. Adv. Mater. Sci. 2024. V. 63. P. 20240029. https://doi.org/10.1515/rams-2024-0029
  60. Xu Y., Sun W., Miao C., Shen Y. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2021. V. 41. № 11. P. 5405. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.04.043
  61. Du Y., Schuster J.C. // J. Am. Ceram. Soc. 2000. V. 83. № 1. P. 197. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2000.tb01170.x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).