1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 9, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 9, стр. 37-43

Композиты с матрицей на основе ниобия и молибдена, армированной сапфировыми волокнами

В. М. Кийко a, *, В. П. Коржов a, В. Н. Курлов a

a Институт физики твердого тела РАН
142432 Московская область, Черноголовка, Россия

* E-mail: kiiko@issp.ac.ru

Поступила в редакцию 14.01.2023
После доработки 20.03.2023
Принята к публикации 20.03.2023

Аннотация

Методом Степанова/методом выращивания с пленочной подпиткой при краевом зацеплении роста получены монокристаллические волокна сапфира. Описана процедура их получения. Проведены механические испытания волокон по представленной схеме и определены зависимости предельной деформации и прочности волокон от длины. Зависимости степенные и убывают с длиной волокон. Прочность полученных волокон соответствует мировому уровню и отвечает условиям их использования в качестве армирующих для высокотемпературных композитных материалов. Из заготовок, послойно содержащих однонаправленно расположенные волокна сапфира, порошок ниобия, металлические фольги молибдена и алюминия, твердофазным методом диффузионной сварки под нагрузкой получены слоисто-волокнистые композиты. Посредством растровой электронной микроскопии с рентгеновским анализом исследована структура композитов, установлено, что помимо исходных компонентов она включает интерметаллиды ниобия, молибдена и алюминия, а также твердые растворы указанных металлов, образовавшиеся в технологическом процессе. В результате механических испытаний композитных образцов получены деформационные кривые зависимостей нагрузка–прогиб, которые совместно с развитыми поверхностями разрушения указывают на нехрупкий характер разрушения композитов, содержащих хрупкие компоненты. Получены зависимости прочности композитов от температуры в интервале 20–1400°С, которые отвечают требованиям к жаропрочным конструкционным материалам такого рода.

Ключевые слова: композиты с металлической матрицей, слоисто-волокнистые композиты, сапфировые волокна, метод Степанова/метод выращивания с пленочной подпиткой при краевом зацеплении роста, интерметаллиды, нехрупкое разрушение.

Список литературы

  1. Kelly A., Tyson W.R. // J. Mechanics Phys. Solids. 1965. V. 13. Iss. 6. P. 329. https://www.doi.org/10.1016/0022-5096(65)90035-9

  2. Келли A. // Наука – производству. 2007. № 2. С. 1.

  3. Милейко С.Т. // Наука – производству. 2007. № 2. С. 10.

  4. Karpov M.I., Vnukov V.I., Stroganova T.S., Prokhorov D.V., Zheltyakova I.S., Gnesin B.A., Kiiko V.M., Svetlov I.L. // Bull. RAS: Phys. 2019. V. 83. Iss. 10. P. 1235. https://doi.org/10.3103/S1062873819100113

  5. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений / Ред. Косолапова Т.Я. и др. М.: Металлургия, 1986. 928 с.

  6. Милейко С.Т. // Композиты и наноструктуры. 2015. Т. 7. № 4. С. 191.

  7. Степанов А.В. Будущее металлообработки. Ленинград: Лениздат, 1963. 131 с.

  8. Chalmers B., LaBelle H.E., Jr., Mlavsky A.I. // J. Crystal Growth. 1972. V. 13/14. P. 84. https://www.doi.org/10.1016/0022-0248(72)90067-X

  9. LaBelle H.E.Jr., Mlavsky A.I. // Mater. Res. Bull. 1971. V. 6. Iss. 7. P. 571. https://www.doi.org/10.1016/0025-5408(71)90006-7

  10. Kurlov V.N., Stryukov D.O., Shikunova I.A. // J. Phys.: Conf. Series. 2016. V. 673. P. 012017. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/673/1/012017

  11. Shahinian P. // J. Am. Ceramic Soc. 1971. V 54. Iss. 1. P. 67. https://www.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1971.tb12180.x

  12. Pollock J.T.A. // J. Mater. Sci. 1972. V. 7. P. 787. https://www.doi.org/10.1007/BF00549907

  13. Kurlov V.N., Mileiko S.T., Kolchin A.A., Starostin M.Yu., Kiiko V.M. // Crystallography Reports, Suppl. 1, 2002. V. 47. P. S53.

  14. Fitzgibbon J.J., Collins J.M. // Proc. SPIE. 1998. V. 3262. https://www.doi.org/10.1117/12.309487

  15. Kiiko V.M., Mileiko S.T. // Composites Sci. Technol. 1999. V. 59. Iss. 13. P. 1977. https://doi.org/10.1016/S0266-3538(99)00054-8

  16. Mileiko S.T // Recrystallization in Materials Processing / Ed. Glebovsky V. United Kingdom: IntechOpen Ltd., 2015. P. 125. https://www.doi.org/10.5772/61024

  17. Кийко В.М., Коржов В.П. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2017. № 11. С. 42. https://www.doi.org/107868/S0207352817110051

  18. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Т. 1 / Ред. Лякишев Н.П. Москва: Машиностроение, 1996. 992 с.

  19. Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3А1 и ТiАl: микроструктура, деформационнное поведение. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 360 с.

  20. Jackson M.R., Bewlay B.P., Rowe R.G., Skelly D.W., Lipsitt H.A. // J. Metals. 1996. V. 48. P. 39. https://doi.org/10.1007/BF03221361

  21. Bewlay B.P., Jackson M.R., Zhao J.C., Subramanian P.R. // Metallurgical and Materials Transactions A. 2003. V. 34A. № 10. P 2043. https://doi.org/10.1007/s11661-003-0269-8

  22. Светлов И.Л. // Материаловедение. 2010. № 9. С. 29.

  23. Светлов И.Л. // Материаловедение. 2010. № 10. С. 18.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал