Kinetics and oxidation mechanism of MoSi2–MoB ceramics in the 600–1200 °C temperature range

Potanin, A. Yu.; Pogozhev, Yu. S.; Левашов, Е. А.; Новиков, А. В.; Shvindina, N.V.; Свиридова, Т. А.

doi:10.1016/j.ceramint.2017.05.093

Cited by 38 publications

(7 citation statements)

References 35 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Regarding the oxidation kinetics, the majority of the works are dedicated either to the single‐phase MoSi 2 and Mo 5 SiB 2 (Т 2 ‐phase) materials or to the composites Mo–Mo 3 Si–Mo 5 SiB 2 and Mo 3 Si–Mo 5 Si 3 –Mo 5 SiB 2 . Oxidation resistance data related to MoSi 2 –MoB composites produced by SHS can be found in . Kinetics and the mechanism of oxidation of SHS ceramics with the composition of X × (MoSi 2 ) + (100 − X ) × (MoB), X = 60, 75, 90, and 100 at% at 600–1200 °C in the air atmosphere were studied.…”

Section: Shs In Mo–si–b Systemmentioning

confidence: 99%

“…Mass change of MoSi 2 –10%MoB specimens related to the duration of annealing at 600, 900, and 1200 °С and microstructures of the specimens oxidized at 30 h …”

Section: Shs In Mo–si–b Systemmentioning

confidence: 99%

“…The phase composition of the oxidation products at 1200 °C was qualitatively similar to that of the oxidation products at 900 °C. The mass change in the case of various oxidation temperatures is related to the balance between the reactions which result in the formation of solid SiO 2 and Mo 5 Si 3 (increasing the mass of specimens), and reactions which result in the formation of volatile B 2 O 2 and MoO 3 (decreasing the mass of specimens) …”

Section: Shs In Mo–si–b Systemmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

SHS of Silicon‐Based Ceramics for the High‐Temperature Applications

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

High-temperature materials attract a growing interest from both the scientists and engineers, since the increase of the operating temperatures is crucial for the enhancement of many energy conversion processes. Another area of application of high-temperature materials is high-velocity air flight, where the ultra-high temperature ceramics (UHTCs) are pivotal for the creation of robust nose tips and leading edges of the skins of high-velocity jets. Compounds of refractory metals with silicon, such as TaSi 2 , MoSi 2 , ZrSi 2 , are characterized by unrivaled resistance in aggressive environments. However, most of them are not suitable for application as high-temperature structural materials due to the low mechanical properties. Therefore, they are frequently used as a constituent for the high-temperature composite materials such as TaSi 2 -SiC, ZrC-MoSi 2 , ZrB 2 -MoSi 2 , ZrB 2 -ZrSi 2 . One of the most convenient ways of producing these composite materials is self-propagating hightemperature synthesis (SHS), known for its high productivity, energyefficiency, and ecological safety. This review summarizes the latest developments of the SHS of the silicon-based high-temperature ceramics.

show abstract

Section: Shs In Mo–si–b Systemmentioning

confidence: 99%

“…Mass change of MoSi 2 –10%MoB specimens related to the duration of annealing at 600, 900, and 1200 °С and microstructures of the specimens oxidized at 30 h …”

Section: Shs In Mo–si–b Systemmentioning

confidence: 99%

Section: Shs In Mo–si–b Systemmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

SHS of Silicon‐Based Ceramics for the High‐Temperature Applications

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Образующиеся оксиды металлов при окислении дисилицидов в структуре боросиликатной окалины способствуют появлению несмешивающихся фаз с более высокой вязкостью и низкой проницаемостью кислорода, снижая интенсивность его проникновения в материал. Сам по себе MoSi 2 [22] обладает высокими физическими свойствами и жаростойкостью. Од-нако стоит учесть, что избыток дисилицида может привести к снижению механических свойств керамики ввиду образования большого количества стекловидной низкопластичной боросиликатной фазы SiO 2 -B 2 O 3 при высоких температурах, в том числе и в процессе спекания.…”

Section: Introductionunclassified

Kinetics and High-Temperature Oxidation Mechanism of Ceramic Materials in the ZrB2–SiC–MoSi2 System

Iatsyuk

Potanin

Рупасов

et al. 2018

Russ. J. Non-ferrous Metals

View full text Add to dashboard Cite

Работа посвящена получению по гибридной технологии (самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) + + горячее прессование) компактной керамики ZrB 2-SiC-(MoSi 2), а также изучению ее фазового состава, структуры и кинетики высокотемпературного окисления. Реакционные смеси готовили по следующей схеме: механическое активирование (МА) порошков Si + C; мокрое смешение порошков Zr, B и МА-смеси Si + C; сушка смесей в сушильном шкафу. В реакторе в режиме горения путем элементного синтеза получен композиционный СВС-порошок ZrB 2-SiC. Методом горячего прессования СВС-порошка получены компактные образцы, характеризующиеся однородной структурой и низкой остаточной пористостью, не превышающей 1,3 %. Для испытаний были выбраны два состава: первый, рассчитанный на образование ZrB 2 + 25 % SiC; второй аналогичен первому, но с добавкой 5 % готового порошка MoSi 2. Микроструктура образцов представлена дисперсными темно-серыми округлыми зернами SiC, распределенными среди светлых ограненных зерен ZrB 2. Образец с добавкой MoSi 2 имеет более мелкодисперсную структуру. В результате высокотемпературного окисления образцов при температуре 1200 °C на их поверхности формируются комплексные оксидные пленки SiO 2-ZrO 2-(B 2 O 3) толщиной порядка 20-30 мкм, служащие эффективным диффузионным барьером и снижающие скорость окисления. В их структуре после длительных выдержек (более 10 ч) также присутствует сложный оксид ZrSiO 4. Кроме того, после 10 ч испытаний наблюдается незначительная убыль массы образцов, что обусловлено улетучиванием газообразных продуктов окисления (B 2 O 2 , CO/CO 2 , MoO 3). Образец с добавкой MoSi 2 продемонстрировал лучшую стойкость к окислению. Ключевые слова: диборид циркония, карбид кремния, горячее прессование, кинетика, окисление, структура. Яцюк И.В.-аспирант кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП), инженер НУЦ СВС МИСиС-ИСМАН (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4).

show abstract

“…Высокотемпературное окисление силицидов сопровождается образованием различных защитных пленок, состоящих из оксидов различного состава. Так, при окислении MoSi 2 на поверхности формируется защитный слой SiO 2 [17], который в условиях экстремально высоких температур (свыше 1800 °С) сильно утоняется за счет испарения кремния в виде монооксида SiО, что приводит к увеличению степени его дефектности и снижению эффективности защиты от окисления [18,19]. Окисление ZrSi 2 сопровождается образованием стекловидной фазы ZrSiO 4 /SiO 2 [20], которая выступает в качестве диффузионного барьера, эффективно препятствуя проникновению кислорода в объем керамики.…”

unclassified

Magnesiothermal synthesis and consolidation of multicomponent powder ceramics in the Zr–Si–Mo–B system

Астапов¹,

Погожев²,

Лемешева³

et al. 2019

Izv. VUZ. Poroshk. Met.

View full text Add to dashboard Cite

The work aims to obtain composite powder ceramics based on ZrB2–ZrSi2–MoSi2 by the self-propagating high-temperature synthesis (SHS) according to the scheme of magnesium thermal reduction from oxide raw materials, as well as its subsequent consolidation by hot pressing (HP). The combustion of the reaction mixtures is characterized by rather high adiabatic temperatures in the range of 2060 to 2120 K and burning rates in the range of 8,3 to 9,4 g/s. The yield of the end product with magnesiothermal reduction is 34–38 %. The resulting powder contains 13–47 % ZrB2, 21–70 % ZrSi2, 2–32 % ZrSi, and 10–18 % MoSi2 depending on the composition of the initial reaction mixture. It is characterized by high structural homogeneity and consists of composite particles of polyhedral shape with an average about 8 microns in size. The structure of ceramics consolidated by the HP method from SHS powder is homogeneous and includes ZrB2 needle grains distributed in a ZrSi2 matrix, MoSi2 inclusions of various morphology and ZrSiO4 silicate, distributed along the grain boundaries of ZrSi2. The samples obtained by HP are characterized by a high degree of homogeneity of the chemical composition and a residual porosity of 2,5–7,4 %.

show abstract

Kinetics and oxidation mechanism of MoSi2–MoB ceramics in the 600–1200 °C temperature range

Cited by 38 publications

References 35 publications

SHS of Silicon‐Based Ceramics for the High‐Temperature Applications

SHS of Silicon‐Based Ceramics for the High‐Temperature Applications

Kinetics and High-Temperature Oxidation Mechanism of Ceramic Materials in the ZrB2–SiC–MoSi2 System

Magnesiothermal synthesis and consolidation of multicomponent powder ceramics in the Zr–Si–Mo–B system

Contact Info

Product

Resources

About