Получение и свойства высокоэнтропийных твердых растворов на основе боридов и силицидов c добавкой карбида кремния

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

Путем свободного спекания смесей боридов и силицидов, взятых в эквимолярных соотношениях, получены высокоэнтропийные борид и силицид при температурах 2100 и 1750°С соответственно. Оценена спекаемость материалов системы SiC–(Hf0.2Ta0.2Mo0.2W0.2Nb0.2)Si2–(Hf0.2Ta0.2Zr0.2W0.2Nb0.2)B2. Отмечается, что увеличение концентрации высокоэнтропийного силицида в смеси приводит к улучшению уплотнения композитов. Изучены механические свойства полученных составов. Подтверждено, что составы с большим содержанием высокоэнтропийного силицида и борида характеризуются более высокими значениями параметров физико-механических свойств. Подтверждена стабильность высокоэнтропийных фаз в спеченной керамике. Определен диапазон температур плавления полученных материалов, который составляет от 2080 до 2700°С в зависимости от содержания высокоэнтропийного силицида, что позволяет отнести их к классу высокотемпературных.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Александр Самсоненко

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Autor responsável pela correspondência
Email: ceramic-department@yandex.ru
Rússia, 190013, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 24–26/49 литера А

Сергей Вихман

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: ceramic-department@yandex.ru
ORCID ID: 0000-0003-3905-6143

д.т.н., доцент

Rússia, 190013, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 24–26/49 литера А

Евгений Мотайло

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: ceramic-department@yandex.ru
ORCID ID: 0000-0002-8546-6533
Rússia, 190013, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 24–26/49 литера А

Bibliografia

  1. Рогачев А. С. Структура, стабильность и свойства высокоэнтропийных сплавов // Физика металлов и металловедение. 2020. Т. 121. № 8. С. 807–841. https://doi.org/10.31857/S0015323020080094 [Rogachev A. S. Structure, stability and properties of high-entropy alloys // Physics of Metals and Metallurgy. 2020. V. 121. N 8. P. 733–764. https://doi.org/10.1134/S0031918X20080098].
  2. Gild J., Braun J., Kaufmann K., Marin E., Harrington T., Hopkins P., Vecchio K., Jian L. A high-entropy silicide: (Mo0.2Nb0.2Ta0.2Ti0.2W0.2)Si2 // J. Materiomics. 2019. V. 5. N 3. P. 337–343. https://doi.org/10.1016/j.jmat.2019.03.002
  3. Gild J., Zhang Y., Harrington T., Jiang S., Hu T., Quinn M. C., Mellor W. M., Zhou N., Vecchio K., Luo J. High-entropy metal diborides: A new class of high-entropy materials and a new type of ultrahigh temperature ceramics // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 379–385. https://doi.org/10.1038/srep37946
  4. Monteverde F., Saraga F. Entropy stabilized single-phase (Hf,Nb,Ta,Ti,Zr)B2 solid solution powders obtained via carbo/boro-thermal reduction // J. Alloys Compd. 2020. V. 824. P. 153–164. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.153930
  5. Shen X., Liu J., Li F., Zhang G. Preparation and characterization of diboride-based high entropy (Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2)B2–SiC particulate composites // Ceram. Int. 2019. V. 45. N 18. P. 24508–24514. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.08.178
  6. Мотайло Е. С., Лисянский Л. А., Вихман С. В., Несмелов Д. Д. Физико-механические свойства композиционной керамики в системe ZrB2–SiC–MoSi2 // Физика и химия стекла. 2022. T. 48. № 3. С. 325–333. https://doi.org/10.31857/S0132665121060263 [Motailo E. S., Lisyanskii L. A., Vikhman S. V., Nesmelov D. D. Physico-mechanical properties of composite ceramics in the ZrB2–SiC–MoSi2 systems // Phys. Chem. Glass. 2021. V. 47. N 6. P. 646–652. https://doi.org/10.1134/S1087659621060237].
  7. Несмелов Д. Д., Орданьян С. С. Экспериментальное определение температуры плавления в тугоплавких эвтектических системах методом «капли» // Огнеупоры и техническая керамика. 2017. № 10. С. 10–16.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Concentration triangle with points corresponding to the studied compositions of the SiC–(Hf0.2Ta0.2Mo0.2W0.2Nb0.2)Si2–(Hf0.2Ta0.2Zr0.2W0.2Nb0.2)B2 system.

Baixar (90KB)
Metadados
3. Fig. 2. Diffraction patterns of high-entropy silicide (a) and boride (b) and individual substances [ICDD PDF-2 (International Centre for Diffraction Data Powder Diffraction Files) standards database].

Baixar (474KB)
Metadados
4. Fig. 3. Images of high-entropy silicide (a) and boride (b), obtained by electron microscopy.

Baixar (236KB)
Metadados
5. Fig. 4. Diffraction patterns of sintered three-component samples (the content of components in the compositions is given in mol%).

Baixar (611KB)
Metadados
6. Fig. 5. Photographs of the structure of sintered (a, c, d) and fused (b, d, e) samples.

Baixar (1MB)
Metadados
7. Fig. 6. Dendritic crystallization of high-entropy boride (Hf0.2Ta0.2Zr0.2W0.2Nb0.2)B2.

Baixar (187KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025