Investigation of the Reaction-Sintered B4C–SiC Materials Produced by Hot Slip Casting

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Ceramic materials based on B4C–SiC are obtained by using the method of hot slip casting followed by reaction sintering (impregnation with liquid silicon). Composite ceramic samples are characterized by low density and porosity, and have strong mechanical characteristics. The microstructure of the obtained material is studied, and the uniformity of the distribution of boron carbide and silicon carbide particles in the structure of ceramic materials is demonstrated.

Sobre autores

A. Belyakov

Gorynin Central Research Institute of Structural Materials “Prometey,” National Research Centre “Kurchatov Institute,”

Email: achekuryaev@bk.ru
191015, St. Petersburg, Russia

M. Markov

Gorynin Central Research Institute of Structural Materials “Prometey,” National Research Centre “Kurchatov Institute,”

Email: achekuryaev@bk.ru
191015, St. Petersburg, Russia

A. Chekuryaev

Gorynin Central Research Institute of Structural Materials “Prometey,” National Research Centre “Kurchatov Institute,”

Email: achekuryaev@bk.ru
191015, St. Petersburg, Russia

A. Bykova

Gorynin Central Research Institute of Structural Materials “Prometey,” National Research Centre “Kurchatov Institute,”

Email: achekuryaev@bk.ru
191015, St. Petersburg, Russia

D. Duskina

Gorynin Central Research Institute of Structural Materials “Prometey,” National Research Centre “Kurchatov Institute,”

Email: achekuryaev@bk.ru
191015, St. Petersburg, Russia

S. Perevislov

Gorynin Central Research Institute of Structural Materials “Prometey,” National Research Centre “Kurchatov Institute,”

Autor responsável pela correspondência
Email: achekuryaev@bk.ru
191015, St. Petersburg, Russia

Bibliografia

  1. Perevislov S.N., Panteleev I.B., Shevchik A.P., Tomkovich M.V. Microstructure and mechanical properties of SiC-materials sintered in the liquid phase with the addition of a finely dispersed agent // Refractories and Industrial Ceramics. 2018. V. 58. № 5. P. 577–582.
  2. Nesmelov D.D., Kozhevnikov O.A., Ordan’yan S.S., Perevislov S.N. Precipitation of the Eutectic Al2O3–ZrO2(Y2O3) on the Surface of SiC Particles // Glass and Ceramics. 2017. V. 74. № 1–2. P. 43–47.
  3. Lee Y.-I., Kim Y.-W., Mitomo M. Microstructure stability of fine-grained silicon carbide ceramics during annealing // J. Materials Science. 2004. V. 39. P. 3613–3617.
  4. Lee J.-H., Kim D.-Y., Kim Y.-W. Grain boundary crystallization during furnace cooling of α-SiC sintered with Y2O3–Al2O3–CaO // J. Eur. Ceram. Soc. 2006. V. 26. P. 1267–1272.
  5. Perevislov S.N., Lysenkov A.S., Titov D.D., Kim K.A., Tomkovich M.V., Nesmelov D.D., Markov M.A. Liquid-sintered SiC based materials with additive low oxide oxides // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing. 2019. V. 525. № 1. P. 012073.
  6. Larsson P., Axen N., Hogmark S. Improvements of the microstructure and erosion resistance of boron carbide with additives // J. Materials Science. 2000. V. 35. № 14. P. 3433–3440.
  7. Cho N., Bao Z., Speyer R.F. Density-and hardness-optimized pressureless sintered and post-hot isostatic pressed B4C // J. Materials Research. 2005. V. 20. № 8. P. 2110–2116.
  8. Du X., Zhang Z., Wang Y., Wang J. Hot-pressing kinetics and densification mechanisms of boron carbide // J. American Ceramic Society. 2015. V. 98. № 5. P. 1400–1406.
  9. Zhang C.P., Rue H.Q., Yue X.Y., Wang W. Studies on the RBBC Ceramics Fabricated by Reaction Bonded SiC // Rare Metal Mat. Eng. 2011. V. 40. P. 536–539.
  10. Barick P., Jana D.C., Thiyagarajan N. Effect of particle size on the mechanical properties of reaction bonded boron carbide ceramics // Ceramics International. 2013. V. 39. № 1. P. 763–770.
  11. Zhang C., Ru H., Zong H., Sun W. Coarsening of boron carbide grains during the infiltration of porous boron carbide preforms by molten silicon // Ceramics International. 2016. V. 42. № 16. P. 18 681–18 691.
  12. Golubeva N., Plyasunkova L., Kelina I., Antonova E., Zhuravlev A. Study of reaction-bonded boron carbide properties // Refractories and Industrial Ceramics. 2015. V. 55. № 5. P. 42–46.
  13. Li X., Jiang D., Zhang J., Zhu Y. Reaction-bonded B4C with high hardness // International J. Applied Ceramic Technology. 2016. V. 13. № 3. P. 584–592.
  14. Wang Y., Tan S., Jiang D. The effect of porous carbon preform and the infiltration process on the properties of reaction-formed SiC // Carbon. 2004. V. 42. № 8. P. 1833–1839.
  15. Margiotta J.C., Zhang D., Nagle D.C., Feeser C.E. Formation of dense silicon carbide by liquid silicon infiltration of carbon with engineered structure // J. Materials Research. 2008. V. 23. № 5. P. 1237–1248.
  16. Xu S., Qiao G., Li D., Yang H. Reaction forming of silicon carbide ceramic using phenolic resin derived porous carbon preform // J. European Ceramic Society. 2009. V. 29. № 11. P. 2395–2402.
  17. Nesmelov D.D., Perevislov S.N. Reaction sintered materials based on boron carbide and silicon carbide // Glass and Ceramics. 2015. V. 71. № 9–10. P. 313–319.
  18. Chae J.H., Park J.S., Ahn J.P., Kim K.H. Mechanical properties of B4C ceramics fabricated by a hot-press sintering // J. Korean Ceramic Society. 2009. V. 46. № 1. P. 81–85.
  19. Гнесин Г.Г. Карбидкремниевые материалы. М.: Металлургия, 1977. 216 с.
  20. Козлов Г.В., Долбин И.В., Койфман О.И. Фрактальная модель усиления нанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки с ультрамалыми концентрациями нанонаполнителя // Доклад Академии наук. 2019. Т. 486. № 1. С. 39–43
  21. Новиков Д.В. Самоорганизация кластеров фаз в однородно неупорядоченных полимерных композиционных материалах // Физика твердого тела. 2018. Т. 60. № 9. С. 1829–1833.
  22. Федер Е. Фракталы / Пер. с англ. М.: Мир, 1991. 262 с.
  23. Красовский А.Н., Новиков Д.В., Васина Е.С., Матвейчикова П.В., Сычев М.М., Рожкова Н.Н. Ближний порядок и фрактальная кластерная структура агрегатов микрочастиц титаната бария в композите на основе цианэтилового эфира поливинилового спирта // Физика твердого тела. 2015. Т. 57. Вып. 12. С. 2479–2484.
  24. Макаренко К.В. Фрактальный анализ микроструктур графитизированных чугунов // Вестник Брянского государственного технического университета. 2016. Т. 49. № 1. С. 34–43.
  25. Чумак О.В. Энтропии и фракталы в анализе данных // Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, Институт компьютерных исследований. 2011. 164 с.
  26. Meisel L.V. Box-counting multifractal analysis / L.V. Meisel, Mark Johnson, P.J. Cote // Phys. Rev. 1992. V. 45. P. 6989.
  27. Чекуряев А.Г., Сычев М.М., Мякин С.В. Анализ структуры композиционных систем с использованием фрактальных характеристик на примере системы BaTiO3-фуллеренол-ЦЭПС // Физика твердого тела. 2021. Т. 63. Вып. 6. С. 740–746.
  28. Plotnick R.E. Lacunarity indices as measures of landscape texture / R.E. Plotnick, R.H. Gardner, R.V. O’Neill // Landscape Ecol. 1993. V. 8. P. 201–211.
  29. Gefen Y. Geometric implementation of hypercubic lattices with noninteger dimensionality by use of low lacunarity fractal lattices / Y. Gefen, Y. Meir, A. Aharony // Physical Review Letters. 1983. V. 50. P. 145–148.
  30. Sychov M.M., Chekuryaev A.G., Bogdanov S.P., Kuznetsov P.A. Digital Materials Science: Numerical Characterization of Steel Microstructure // In: Khakhomov, S., Semchenko, I., Demidenko, O., Kovalenko, D. (eds) Research and Education: Traditions and Innovations. 2022 Lecture Notes in Networks and Systems. Springer, Singapore. V. 422.
  31. Markov M.A., Ordanyan S.S., Vikhman S.V., Perevislov S.N., Krasikov A.V., Bykova A.D., Staritsyn M.V. Preparation of MoSi2–SiC–ZrB2 structural ceramics by free sintering // Refractories and Industrial Ceramics. 2019. V. 60. № 4. P. 385–388.
  32. Perevislov S.N., Tomkovich M.V., Markov M.A., Kravchenko I.N., Kuznetsov Y.A., Erofeev M.N. The influence of dispersed composition of SiC on the physico-mechanical properties of reactive-sintered silicon carbide // J. Machinery Manufacture and Reliability. 2020. V. 49. № 6. P. 511–517.
  33. Perevislov S.N., Lysenkov A.S., Vikhman S.V. Effect of Si additions on the microstructure and mechanical properties of hot-pressed B4C // Inorganic Materials. 2017. V. 53. № 4. P. 376–380.
  34. Perevislov S.N., Lysenkov A.S., Titov D.D., Tomkovich M.V., Nesmelov D.D., Markov M.A. Materials based on boron carbide obtained by reaction sintering // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing. 2019. V. 525. № 1. P. 012074.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2.

Baixar (1MB)
Metadados
3.

Baixar (262KB)
Metadados
4.

Baixar (1MB)
Metadados
5.

Baixar (2MB)
Metadados
6.

Baixar (33KB)
Metadados
7.

Baixar (2MB)
Metadados
8.

Baixar (42KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © А.Н. Беляков, М.А. Марков, А.Н. Чекуряев, А.Д. Быкова, Д.А. Дюскина, С.Н. Перевислов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».