Speaker
Description
Расширение перспектив применения композитных керамик в качестве огнеупорных, жаропрочных или радиационно-стойких конструкционных материалов, способных выдерживать экстремальные условия эксплуатации требует детального изучения не только процессов их получения, но и комплексных исследований, направленных на определение влияния фазового состава композитных керамик на сохранение стабильности прочностных и теплофизических параметров.
Цель исследования заключается в определении влияния изменений фазового состава Al2O3 - Si3N4 керамик, полученных с применением метода механохимического твердофазного перемалывания, на устойчивость к процессам длительного термического воздействия, сопровождающегося процессами окисления и разупрочнения. Синтез xAl2O3 - (1-x)Si3N4 керамик был осуществлен с применением метода твердофазного механохимического перемалывания с использованием вариации стехиометрического соотношения компонент, изменение которых обуславливает фазовые трансформации, а также вариацию прочностных, оптических и теплофизических параметров.
Согласно оценке фазовых трансформаций в xAl2O3 - (1-x)Si3N4 керамик при вариации соотношения компонент было установлено, что термический отжиг в кислородосодержащей среде при концентрации Al2O3 равной порядка 0.3 – 0.5 М происходит формирование орторомбической фазы Al2(SiO4)O, увеличение вклада при концентрациях выше 0.5 М которой обуславливает увеличение теплофизических параметров и устойчивости к высокотемпературной деградации.
При определении теплофизических параметров было установлено, что формирование в составе керамик фазы Al2(SiO4)O, увеличение вклада которой приводит к снижению пористости обуславливает увеличение коэффициента теплопроводности на 10 – 60 % в сравнении с теплопроводностью однокомпонентных Si3N4 и Al2O3 керамик, низкие значения для которых обусловлены высокой пористостью.
В ходе проведенных испытаний не термостойкость было установлено, что формирование композитных керамик с фазовым составом Si3N4(SiO2)/Al2(SiO4)O/Al2O3 приводит к увеличению стабильности прочностных свойств к термически – индуцированному окислению, оказывающему негативное влияние на устойчивость к разупрочнению и снижению твердости. При этом наличие фазы Al2(SiO4)O в составе керамик обуславливает замедление процессов термического окисления фазы Si3N4 при длительном температурном воздействии.
| Section | Energy and materials science (Section 2) |
|---|
