Проблемы машиностроения и надежности машин, 2021, № 2, стр. 81-87

Разработка новых конструкционных керамических материалов на основе карбида кремния для изделий сложной геометрии

М. А. Марков 1, А. В. Красиков 1, И. Н. Кравченко 2*, М. Н. Ерофеев 2, А. Д. Быкова 1, А. Н. Беляков 1

1 НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”
Санкт-Петербург, Россия

2 Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
Москва, Россия

* E-mail: kravchenko-in71@yandex.ru

Поступила в редакцию 31.08.2020
После доработки 07.12.2020
Принята к публикации 18.12.2020

Аннотация

Разработан перспективный способ получения конструкционного керамического материала на основе карбида кремния для изделий сложной геометрии. Предлагается проводить механическую обработку подготовленных керамических заготовок на временной органической связке до проведения высокотемпературного спекания. Данный подход можно использовать в машиностроении, морской, авиационной и специальной технике.

Ключевые слова: конструкционная керамика, реакционно-спеченный карбид кремния, пластификатор, механическая обработка, изделие сложной геометрии

DOI: 10.31857/S0235711921020097

Список литературы

  1. Huang Q.-W., Zhu L.-H. High-temperature strength and toughness behaviors for reaction-bonded SiC ceramics below 1400°C // Mater. Lett. 2005. V. 59. № 14–15. P. 1732.

  2. Clijsters S., Liu K., Reynaerts D., Lauwers B. EDM technology and strategy development for the manufacturing of complex parts in SiSiC // J. of Materials Processing Technology. 2010. V. 210. № 4. P. 631.

  3. Sangsuwan P., Orejas J.A., Gatica J.E., Tewari S.N., Singh N. Reaction-bonded silicon carbide by reactive infiltration // Industrial & engineering chemistry research. 2001. V. 40. № 23. P. 5191.

  4. Wang Y.-X., Tan Sh.-H., Jiang D.-L. The fabrication of reaction-formed silicon carbide with controlled microstructure by infiltrating a pure carbon preform with molten Si // Ceramics international. 2004. V. 30. № 3. P. 435.

  5. Параносенков В.П., Чикина А.А., Андреев М.А. Конструкционные материалы на основе самосвязанного карбида кремния // Огнеупоры и техническая керамика. 2006. № 7. С. 37.

  6. Параносенков В.П., Чикина А.А., Шкарупа И.Л. Самосвязанный карбид кремния ОТМ–923 // Огнеупоры и Техническая Керамика. 2004. № 2. С. 23.

  7. Гаршин А.П., Чулкин С.Г. Реакционно-спеченные карбидокремниевые материалы конструкционного назначения. Физико-механические и триботехнические свойства // СПб.: Изд. Политехнического университета, 2006. 84 с.

  8. Perevislov S.N. Evaluation of the crack resistance of reactive sintered composite boron carbide-based materials // Refractories and Industrial Ceramics. 2019. V. 60. № 3. P. 168.

  9. Perevislov S.N., Lysenkov A.S., Kim K.A., Frolova M.G., Kargin Y.F., Titov D.D., Tomkovich M.V., Melnikova I.S. Production of ceramic materials based on SiC with low-melting oxide additives // Glass and Ceramics. 2019. V. 75. № 9–10. P. 400.

  10. Frolova M.G., Leonov A.V., Kargin Y.F., Lysenkov A.S., Titov D.D., Petrakova N.V., Konovalov A.A., Sevostyanov M.A., Perevislov S.N., Melnikova I.S. Molding features of silicon carbide products by the method of hot slip casting // Inorganic Materials: Applied Research. 2018. V. 9. № 4. P. 675.

  11. Гнесин. Г.Г. Карбидокремниевые материалы. М.: Металлургия, 1977. 216 с.

  12. Патент США № 4019913, МПК С04В 35/56.

  13. Shikunov S.L., Kurlov V.N. SiC-Based Composite Materials Obtained by Siliconizing Carbon Matrices. Technical Physics, 2017. V. 62 (12). P. 1869.

  14. Perevislov S.N., Lysenkov A.S., Titov D.D., Tomkovich M.V. Hot-pressed ceramic SiC–YAG materials // Inorganic Materials. 2017. V. 53. №. 2. P. 220.

  15. Lysenkov A.S., Kim K.A., Titov D.D., Frolova M.G., Kargin Y.F., Petrakova N.V., Leonov A.V., Perevislov S.N., Tomkovich M.V., Melnikova I.S. Composite material Si3N4/SiC with calcium aluminate additive // J. of Physics: Conference Series. IOP Pub-lishing. 2018. V. 1134. № 1. P. 012036.

  16. Perevislov S.N., Shcherbak P.V., Tomkovich M.V.  Phase composition and microstructure of reaction-bonded boron-carbide materials // Refractories and Industrial Ceramics. 2018. V. 59. № 2. P. 179.

  17. Perevislov S.N., Lysenkov A.S., Titov D.D., Omkovich 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.

  18. Markov M.A., Perevislov S.N., Krasikov A.V., Gerashchenkov D.A., Bykova A.D., Fedoseev M.L. Study of the microarc oxidation of aluminum modified with silicon carbide particles // Russian Journal of Applied Chemistry. 2018. T. 91. № 4. P. 543.

  19. Markov M.A., Krasikov A.V., Bykova A.D., Staritsyn M.V., Ordan’yan S.S., Vikhman S.V., Perevislov S.N. Preparation of MoSi2–SiC–ZrB2 structural ceramics by free sintering // Refractories and Industrial Ceramics. 2019. V. 60. № 4. P. 385.

  20. Perevislov S.N., Afanaseva L.E., Baklanova N.I. Mechanical properties of SiC-fiber-reinforced reaction-bonded silicon carbide // Inorganic Materials. 2020. V. 56. № 4. P. 425.

Дополнительные материалы отсутствуют.