Получение композиционного материала на основе оксида алюминия в условиях сочетания процессов СВС и сдвигового деформирования

XVII Всероссийская с международным участием школа - семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова

ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ В УСЛОВИЯХ СОЧЕТАНИЯ ПРОЦЕССОВ СВС И СДВИГОВОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

Чижиков А.П. молодой ученый, Бажин П.М., Столин А.М.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения

им. А.Г. Мержанова Российской академии наук, Черноголовка,

chij@ism.ac.ru

DOI: 10.24411/9999-004A-2019-10006

Оксид алюминия на сегодняшний день является одним из самых распространенных материалов для производства технической керамики благодаря своей высокой прочности, твердости, коррозионной стойкости и высокой рабочей температуре. Однако из-за хрупкости и низкой трещиностойкости применение оксида алюминия в промышленности ограничено. Улучшить эксплуатационные свойства керамики на основе А12Оз можно за счет введения различных упрочняющих фаз и создания керамических композиционных материалов.

На сегодняшний день композиционные материалы A12O3-SiC, TiB2-SiC были получены различными методами, однако наиболее широко используется высокотемпературное спекание с порошками А12О3, SiC и TiB2 в качестве исходных материалов. Однако данный метод имеет ряд недостатков, таких как высокая трудоемкость, энергозатратность и неоднородность распределения структурных составляющих.

Данная работа направлена на получение керамических электродных материалов на основе системы A12O3-TiB2-SiC в результате сочетания процессов горения в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и последующего пластического деформирования, реализованного в методе СВС-экструзии. Синтез материала происходи в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с последующим пластическим деформирование. В работе были получены стержни длиной до 465 мм и диаметром 5 мм. Согласно результатам РФА и СЭМ, полученные стержни имеют композиционную структуру, а именно матрицу А12О3 с распределенными в ней частицами диборида титана и карбида кремния, а также равномерное распределение фаз по всей длине стержня. Микротвердость матрицы составила 2500-2600 кг/мм2, дисперсно-упрочняющих фаз - 3200-3400 кг/мм2. Испытания на жаростойкость показали, что в ходе термообработки в течении 21 часа при температуре 1000 °С удельный прирост и истинная скорость прироста массы образцов составили 8,3 г/м2 и 1 г/(м2*час) соответственно.