For silicon carbide, when exposed to high temperatures in an oxygen atmosphere, passive and active oxidation processes are characteristic, therefore, materials based on SiC must be protected at temperatures above 1300 ° C. Sodium sulfate, the presence of which is possible as an impurity in the fuel, leads to the destruction of the protective layer of SiO2 formed during the oxidation of SiC. Coatings based on the Y2O3 – Al2O3 – SiO2 system are promising for protecting materials based on silicon carbide from the effects of an oxidizing
atmosphere and water and salt vapors. Studies have been carried out on the interaction of coatings
of the Y2O3–Al2O3–SiO2 system obtained by the sol-gel method with water vapor and Na2SO4 salt. As a result of the studies carried out, it was found that coatings based on the Y2O3 – Al2O3 – SiO2 system have good
oxidative and chemical resistance to water vapor and Na2SO4 salt vapor in the temperature range
of 1300 – 1450 °C. The weight gain for coated samples when tested in Na2SO4 salt vapor did not exceed 1 %. The initial SiC substrates are characterized by active oxidation processes with a weight decrease
from 8 to 11 %. DSC analysis in combination with mass-spectrometry of the crystallized sample of the
Y2O3–Al2O3–SiO2 system coating after heating in Na2SO4 salt vapor to a temperature of 1550 °С showed
that at temperatures above 900 °С Na2SO4 decomposes with the release of SO2 and SO3–
Yu. E. Lebedeva, A. S. Chainikova, N. E. Shchegoleva, S. S. Solntsev (Federal State Unitary Enterprise
“All-Russian Research Institute of Aviation Materials”, Moscow, Russia)
1. Каблов Е. Н. Тенденции и ориентиры инновационно-го развития России: сб. информ. материалов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ВИАМ, 2015. 720 с.
2. Каблов Е. Н. Материалы нового поколения – основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект и технологии. 2016. № 2(14). С. 16 – 21.
3. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1. С. 3 – 33.
4. Гращенков Д. В. Стратегия развития неметаллических материалов, металлических композиционных материалов и теплозащиты // Авиационные материа-лы и технологии, 2017. № S. С. 264 – 271.
5. Евдокимов С. А., Щеголева Н. Е., Сорокин О. Ю. Керамические материалы в авиационном двигателе-строении (обзор) // Тр. ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2018. № 12. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 05.10.2020 г.).
6. Kablov E. N., Zhestkov B. E., Grashchenkov D. V. et al. Investigation of the Oxidative Resistance of High-Temperature Coating Based on a SiC Material under Exposure to High-Enthalpy Flow // High Temperature. 2017. V. 55, No. 6. P. 873 – 879.
7. Dong II J. P., Yang J., Kim H. G. et al. Oxidation behavior of silicon carbide at 1200 °C in both air and water-vapor-rich environments // Corrosion Science. V. 88. 2014. P. 416 – 422.
8. Wang Y. G., Wu Y. H., Cheng L. F., Zhang L. T. Hot corrosion behavior of barium aluminosilicate-coated C/SiC composites at 900 °C // Journal of American Ceramic Society. 2009. V. 93. P. 204 – 208.
9. Richards B. T., Sehr S., de Franqueville F. et al. Delamination of ytterbium monosilicate/mullite/silicon coated SiC during thermal cycling in water vapor // Acta Materials. 2016. V. 103. P. 448 – 460.
10. Cabet C. Review: Oxidation of SiC/SiC Composites in Low Oxidizing and High Temperature Environment // Materials Issues for Generation IV Systems. 2008. Р. 351 – 366.
11. Lee K. N., Fox D. S., Eldrige J. I. et al. Miller Upper temperature limit of Environmental Barrier Coatings based on mullite and BSAS // Journal of American Ceramic Society. Soc. 2003. V. 86, No. 8. P. 1299 – 1306.
12. Nathan S. Jacobson Corrosion of Silicon-Based Ceramics in Combustion Environments // Journal of American Ceramic Society. Soc. 1993. V. 76, No. 1. P. 2 – 28.
13. Westwood M. E., Webster J. D., Day R. J. et al. Review Oxidation Protection for Carbon Fibre Composites // Journal of Materials Science. 1996. V. 31. P. 1389 – 1397.
14. Laifei Cheng, Yongdong Xu, Litong Zhang, Xingang Luan. Corrosion of a 3D-C/SiC composite in salt vapor environments // Journal Carbon. 2002. V. 40. P. 877 – 882.
15. Lee K. N., Fox D. S., Bansal N. P. Rare earth silicate environmental barrier coatings for SiC/SiC composites and Si3N4 ceramics // Journal of Corrosion Ceramics Matrix Composition. 2005. V. 25. P. 1705 – 1715.
16. Nasiri N. A., Patra N., Horlait D. et al. Thermal proper-ties of rare-earth monosilicates for EBC on Si-based ceramic composites // Journal of American Ceramic Society. 2016. V. 99. P. 589 – 596.
17. Fernandez-Carrion A. J., Allix M., Becerro A. I. Thermal expansion of rare-earth pyrosilicates // Journal of American Ceramic Society. 2013. V. 96. P. 2298 – 2305.
18. Liddell K., Thompson D. P. X-ray diffraction data for yttrium silicates // British Ceramic Transactions. 1986. V. 85. P. 17 – 22.
19. Kolitsch U., Seifert H. J., Ludwig T., Aldinger F. Phase equilibria and crystal chemistry in the Y2O3–Аl2О3–SiO2 system // Journal of Materials Research. 1999. V. 14, No. 2. P. 447 – 455.
20. Lebedeva Yu. E., Popovich N. V., Orlova L. A. et al. Modifying additives affect the properties of Y2O3–Аl2О3–SiO2 system // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2017. V. 62, No. 8. P. 1032 – 1037.
21. Aparicio M., Dur?n A. Yttrium silicate coatings for oxi-dation protection of carbon-silicon carbide composites // Journal of American Ceramic Society. 2000. V. 83. P. 1351 – 1355.
22. Courcot E., Rebillat F., Teyssandier F., Louchet-Pouillerie C. Thermochemical stability of the Y2O3–SiO2 system // Journal of the European Ceramic Society. 2010. V. 30. P. 905 – 910.
23. Sun Z., Li M., Zhou Y. Kinetics and Mechanism of Hot Corrosion of ?-Y2Si2O7 in Thin-Film Na2SO4 Molten Salt // Journal of American Ceramic Society. 2008. V. 91, o. 7. P. 2236 – 2242.
24. Courcot E., Rebillat F., Teyssandier F. et al. Thermo-chemical stability of the Y2O3–SiO2 system // Journal of the European Ceramic Society. 2010. V. 30. P. 905 – 910.
25. Воронов В. А., Лебедева Ю. Е., Сорокин О. Ю., Ваганова М. Л. Исследование защитного действия покрытия на основе иттрийалюмосиликатной систе-мы на карбидокремниевом материале в условиях воз-действия окислительной атмосферы // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 4. С. 63 – 73.
26. Торопов Н. А., Барзаковский В. П. Диаграммы состояния силикатных систем: справочник. М.: Наука, 1965. 258 с.
27. Касаткин А. В., Терентьева В. С. Научные принципы создания высокотемпературных защитных покры-тий многофункционального назначения на жаропроч-ных материалах // Коррозия: материалы, защита. 2007. № 8. С. 9 – 17.
28. Геодакян Дж. А., Степанян С. В. Некоторые методологические вопросы ДТА стекол // Физика и химия стекла. 1982. Т. 8, № 5. С. 622 – 628.
29. Алексеенко В. И., Волкова Г. К., Попова И. Б. и др. Поведение температур стеклования и кристаллизации оксидного стекла MgO–Al2O3–SiO2 в условиях внешних воздействий // Журнал технической физики. 1997. Т. 67, № 10. С. 30 – 34.
The article can be purchased
electronic!
PDF format
700 руб
UDK 661.183.4-911.48
Article type:
Not-set
Make a request
