Ежемесячный научно-технический и производственный журнал

ISSN 0131-9582

Химическая стойкость жидкофазно-спеченных материалов на основе Si3N4-BN

Информация о материале
Просмотров: 7215
Авторы: Перевислов С. Н., Слабов В. С., Пантелеев И. Б., Нараев В. Н., Ефименко Л. П., Зарембо В. И.
  • Сквозной номер выпуска: 1104
  • Страницы статьи: 17-24
  • Поделиться:

Рубрика: Материалы и свойства

Материалы на основе Si3N4-BN получены методом жидкофазного спекания с использованием 20% (по объему) YAG в качестве спекающей добавки. Для получения композиционных материалов применяли порошки нитрида бора гексагональной (h-BN) и турбостратной (t-BN) структуры. Высокоаморфный t-BN способствует уплотнению материала состава (%, по объему): 60 Si3N4 + 20 t-BN + 20 YAG и достижению наивысших физико-механических свойств: ρ = 2,78 г/см3; П = 14,5 %; Еупр = 92,3 ГПа; σизг = 161,4 МПа. Химическая стойкость полученных материалов достигает 97,0 % и увеличивается в ряду H2SO4 - HCl - HNO3, что свидетельствует о межкристаллитной коррозии без распространения в объем материала. Однако устойчивость при воздействии 48 % HF является самой низкой из-за небольших трещин в поверхностных межзеренных слоях и более глубокой коррозии
Перевислов С. Н., Несмелов Д. Д. Свойства композиционной керамики на основе SiC И Si3N4 с нано-размерной составляющей // Стекло и керамика. 2016. ? 7. Р. 15 ? 18. ?Perevislov S. N., Nesmelov D. D. Properties of SiC and Si3N4 based composite ceramic with nanosize component // Glass ceram. 2016. V. 73. No. 7. Р. 249 ? 252.]. Lysenkov A. S., Kim K. A., Titov D. D. et al. Composite material Si3N4/SiC with calcium aluminate additive // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 1134. No. 1. P. 012036. Lukianova O. A., Khmara A. N., Perevislov S. N. et al. Electrical resistivity of silicon nitride produced by various methods // Ceramics International. 2019. V. 45. No. 7. P. 9497 ? 9501. Eichler J., Lesniak C. Boron nitride (BN) and BN composites for high-temperature applications // Journal of the European Ceramic Society. 2008. V. 28. P. 1105 ? 1109. Eichler J., Uibel K., Lesniak C. Boron nitride (BN) and boron nitride composites for applications under extreme conditions // Advances in Science and Technology. 2010. V. 65. P. 61 ? 69. Duan X., Jia D., Wu Z. et al. Effect of sintering pressure on the texture of hot-press sintered hexagonal boron nitride composite ceramics // ScriptaMaterialia. 2013. V. 68. P. 104 ? 107. Zou L., Huang Y., Wang C. The characterization and measurement of interfacial toughness for Si3N4/BN composites by the four-point bend test // Journal of the European Ceramic Society. 2004. V. 24. P. 2861 ? 2868. Krstic Z., Krstic V. D. Young?s modulus, density and phase composition of pressureless sintered self-sealed Si3N4/BN laminated structures // Journal of the European Ceramic Society. 2008. V. 28. P. 1723 ? 1730. Koval??kov? A., Balko J., Bal?zsi C. et al. Influence of h-BN content on mechanical and tribological properties of Si3N4/BN ceramic composites // Journal of the European Ceramic Society. 2014. V. 34. P. 3319 ? 3328. Wang C., Huang Y., Zan Q. et al. Control of composition and structure in laminated silicon nitride/boron nitride composites // Journal of the American Ceramic Society. 2002. V. 85. P. 2457 ? 2461. Koh Y.-H., Kim H.-W., Kim H.-E. et al. Thermal shock resistance of fibrous monolithic Si3N4/BN ceramics // Journal of the European Ceramic Society. 2004. V. 24. P. 2339 ? 2347. Shan Y.C., Wang G., Ye H. et al. Fabrication of high strength ?-SiAlON/BN composition ceramics by hot pressing // Key engineering materials. ? Trans Tech Publications. 2012. V. 512. P. 816 ? 819. Perevislov S. N., Lysenkov A. S., Titov D. D. et al. Hot-pressed ceramic SiC?YAG materials // Inorganic Materials. 2017. V. 53. No. 2. P. 220 ? 225. Perevislov S. N., Panteleev I. B., Shevchik A. P. et al. 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. No. 5. P. 577 ? 582. Li Y., Liu P., Wang X. et al. Interface structure and formation mechanism of BN/intergranular amorphous phase in pressureless sintered Si3N4/BN composites // Scripta Materialia. 2010. V. 63. P. 185 ? 188. Cavalli L. Reaction bonded Si3N4 (RBSN)/BN composites for industrial applications // Advances in Science and Technology. 2014. V. 89. Р. 57 ? 62. Перевислов С. Н. Механизм жидкофазного спекания карбида и нитрида кремния с оксидными активирующими добавками // Стекло и керамика. 2013. ? 7. Р. 34 ? 38. [Perevislov S. N. Mechanism of liquid-phase sintering of silicon carbide and nitride with oxide activating additives // Glass Ceram. 2013. V. 70. No. 7 ? 8. Р. 265 ? 268.] ErshovaN. I., Kelina I. Yu. Thermophysical properties of composite materials in the Si3N4-BN system // Refractories and industrial ceramics. 2005. V. 46. No 1. Р. 12 ? 14. Kelina I. Yu., Tkacheva I. I., Arakcheev A. V. et al. Tribological properties and testing of bearings fabricated from hot-pressed silicon nitride-based ceramics // Refractories and industrial ceramics. 2005. V. 46. No. 1. Р. 15 ? 20. Gao L., Jin X., Li J. et al. BN/Si3N4 nanocomposite with high strength and good machinability // Materials Science and Engineering: A. 2006. V. 415. No. 1. P. 145 ? 148. Wei D., Meng Q., Jia D. Mechanical and tribological properties of hot-pressed h-BN/Si3N4 ceramic composites // Ceramics international. 2006. V. 32. No. 5. P. 549 ? 554. Wei D., Meng Q., Jia D. Microstructure of hot-pressed h-BN/Si3N4 ceramic composites with Y2O3?Al2O3 sintering additive // Ceramics international. 2007. V. 33. No. 2. P. 221 ? 226. Dong W., Wang C. A., Yu L.et al. Effect of BN content on microstructure and properties of porous BN/Si3N4 ceramics // Acta Materiae Compositae Sinica. 2013. V. 1. P. 125 ? 127. Liu M., Song Y., Xu X. et al. Hot-pressing and mechanical properties of BN based composites // Characterization of Minerals, Metals, and Materials. 2015. P. 479 ? 485. Liu M., Song Y., Xu X. et al. Effect of magnesium aluminate spinel content on properties of BN based composites // Characterization of Minerals, Metals, and Materials. 2016. P. 599 ? 604. Kelina I. Yu., Ershova N. I., Drobinskaya V. A. et al. Chemical stability of a composite material based on silicon and boron nitrides // Refractories and industrial ceramics.1998. V. 39. No. 11?12. Р. 404 ? 410. Gogotsi Yu. G., Lavrenko V. A. Corrosion of high-performance ceramics // Springer science & business media. 2012. 181 р. Sato T., Tokunaga Y., Endo T. et al. Corrosion of silicon nitride ceramics in aqueous HF solutions // Journal of materials science. 1988. V. 23. No. 10. P. 3440 ? 3446. Sharkawy S. W., El-Aslabi A. M. Corrosion of silicon nitride ceramics in aqueous HCl and HF solutions at 27 ? 80 ?C // Corrosion science. 1998. V. 40. No. 7. P. 1119 ? 1129. Lavrenko V. A., Gogotsi Y. G. Corrosion of structural ceramics. M.: Metallurgy, 1989. 198 p.

Статью можно приобрести
в электронном виде!

PDF формат

500 руб

УДК 666.3-13
Тип статьи: Материалы и свойства
Оформить заявку

Ключевые слова

жидкофазное спекание, нитрид кремния, нитрид бора, оксидные добавки, композиционные материалы, физико-механические свойства, микроструктура, химическая стойкость

Для цитирования статьи

Перевислов С. Н., Слабов В. С., Пантелеев И. Б., Нараев В. Н., Ефименко Л. П., Зарембо В. И. Химическая стойкость жидкофазно-спеченных материалов на основе Si3N4-BN // Стекло и керамика. 2019. Т. 92, № 12. С. 17-24. УДК 666.3-13
Баннер снизу

Главный редактор

Соколова Людмила Владимировна