АЛЮМОТЕРМИЧЕСКОЕ ГОРЕНИЕ В СИСТЕМАХ АІ – ZrSiO4 – N2 и Al – SiO2 – N2 В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ АЗОТА

  • С. М. Фоменко Институт проблем горения
  • З. А. Мансуров Институт проблем горения
  • М. Т. Бекджанова Институт проблем горения
  • Ж. Коркембай Институт проблем горения
  • А. Н. Алипбаев Институт проблем горения
Ключевые слова: нитриды, давление, концентрат, синтез, азот, композиты

Аннотация

В работе приведены результаты исследований особенностей образования нитридсодержащих композитов в прессованных образцах в системах АІ – ZrSiO4 – N2 и Al – SiO2 – N2 в реакторе высокого давления при различных давлениях азота. В качестве цирконсодержащего сырья использовали цирконовый концентрат Обуховского ГОКа, (СКО, Казахстан), содержащий 97 % ZrSiO4 .С целью получения композитов с высокими техническими характеристиками и увеличения реакционной способности исследуемых систем СВ-синтез проводили в широком диапазоне соотношения компонентов. Давление азота в реакторе изменялось от 5 до 20 атмосфер. Установлено влияние давления азота на температуру горения, прочность и изменение массы синтезируемого композита. Электронно-микроскопическими исследованиями продуктов СВС и энергодисперсионным элементным анализом установлена армирующую роль стержневидных структур в матрице композита. По результатам рентгенофазового анализа определены основные продукты СВС, которые формируют огнеупорные и механические свойства композитов. Определены условия образования нитридсодержащего композита, матрицу которого составляют оксинитриды алюминия, а армирующими структурными элементами являются нитриды кремния и циркония, а также силициды алюминия. Показано, что алюмотермические системы на основе циркона в процессе СВС в атмосфере азота приводят к получению нитридсодержащих композиционных материалов, обладающих высокими огнеупорными и физико-механическими характеристиками.

Литература

1.Portal.tpu.ru/SHARED/m/...materials/.../Керамические материалы.
2. Боровинская И.П. Особенности синтеза СВС-керамики при высоких давлениях газа. В сборнике Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика, 2001, Черноголовка, С.236-251.
3. Mansurov Z.A., Dilmukhambetov E.E., Ismailov M.B., Fomenko S.M. and Vongai I.M. New Refractory Materials on the SHS Technology // La Chimica eI’ Industria. – 2001. - V. 83. - P.1–6.
4. Мукасьян А.С., Степанов Б.В., Гальченко Ю.А., Боровинская И.П. О механизме структурообразования нитрида кремния при горении кремния в азоте // ФГВ. - 1990. - №1. - С.45-52.
5. Zhenhua Xu; Limin He; Xinghua Zhong; Rende Mu; Shimei He; Xueqiang Cao. Thermal Barrier Coating of Lanthanum-Zirconium-Cerium Composite Oxide Made by Electron Beam-Physical Vapor Deposition. // Journal of Alloys and Compounds. – 2009. - 478, (1-2). - P.168-172. 6. Bodhak S., Bose S., Bandyopadhyay A. TMS 2010 Annual Meeting & Exhibition. - 2010, State Convention Center, Seattle, Washington.
7. Фоменко С.М., Мансуров З.А., Коркембай Ж., Бекджанова М.Т. Алюмотермическое горение оксидных систем в условиях высокого давления азота // Труды VII Международного симпозиума «Горение и плазмохимия». – Алматы, 2013. – С.51-55.
Работа выполнена при финансовой поддержке Комитета науки МОН РК (проект №1070/Ф-ОТ13 «Разработка технологии получения нитридсодержащих СВС-композитов в установке высокого давления»).
Опубликован
2018-02-13
Раздел
Статьи