Алюмотермическое горение в системах Аl–ZrSiO4–N2 и Al–SiO2–N2 в условиях высокого давления азота

С.М. Фоменко; З.А. Мансуров; М.Т. Бекджанова; Ж. Коркембай; А.Н. Алипбаев

doi:10.18321/

Авторы

С.М. Фоменко Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
З.А. Мансуров Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
М.Т. Бекджанова Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
Ж. Коркембай Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
А.Н. Алипбаев Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы

DOI:

https://doi.org/10.18321/

Ключевые слова:

нитриды, давление, концентрат, синтез, азот, композиты

Аннотация

В работе приведены результаты исследований особенностей образования нитрид-содержащих композитов в прессованных образцах в системах АІ–ZrSiO₄–N₂ и Al–SiO₂–N₂ в реакторе высокого давления при различных давлениях азота. В качестве циркон-содержащего 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 нитрид-содержащего 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 нитрид-содержащих композиционных материалов, обладающих высокими огнеупорными и физико-механическими характеристиками.

Библиографические ссылки

(1) Portal.tpu.ru/SHARED/m/...materials/.../Керамические материалы.

(2) Боровинская И.П. Особенности синтеза СВС-керамики при высоких давлениях газа. В сб.: Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика. Черноголовка, 2001. С. 236–251.

(3) Mansurov Z.A., Dilmukhambetov E.E., Ismailov M.B., Fomenko S.M., Vongai I.M. New Refractory Materials on the SHS Technology. La Chimica e l’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. Физика горения и взрыва, 1990, № 1, С. 45–52.

(5) Xu Z., He L., Zhong X., Mu R., He S., Cao X. Thermal Barrier Coating of Lanthanum-Zirconium-Cerium Composite Oxide Made by Electron Beam–Physical Vapor Deposition. Journal of Alloys and Compounds, 2009, Vol. 478, No. 1–2, P. 168–172.

(6) Bodhak S., Bose S., Bandyopadhyay A. TMS 2010 Annual Meeting & Exhibition, State Convention Center, Seattle, Washington, 2010.

(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.