Oxidation behavior and kinetics of ZrB2 containing SiC chopped fibers

Silvestroni, L.; Landi, Elena; Chiodoni, Angelica; Sciti, Diletta

doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2015.07.024

Cited by 35 publications

(10 citation statements)

References 43 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…7, а, б). На поверхности образцов в зависимости от состава происходит формирование оксидных пленок SiO 2 -ZrO 2 -B 2 O 3 по следующим химическим реакциям [20,21]: [32]:…”

Section: кинетика высокотемпературного окисления и свойства керамикиunclassified

“…В интервале температур 1200-1500 °С также возможна обратная реакция разложения ZrSiO 4 на SiO 2 и ZrO 2 [33]. В случае образцов составов 1 и 2 прирост массы практически отсутствует уже после 1 ч испытаний, так как оксидные слои препятствуют проникновению кислорода и улетучиванию оксида B 2 O 2 [20,21] даже при длительных выдержках (рис. 7, а).…”

Section: кинетика высокотемпературного окисления и свойства керамикиunclassified

“…7). Видимо, это обусловлено отсутствием в его структуре кремния, который способствует формированию оксида SiO 2 [17][18][19][20][21]. Также в образцах 3 вероятно глубинное окисление.…”

Section: кинетика высокотемпературного окисления и свойства керамикиunclassified

“…Также в образцах 3 вероятно глубинное окисление. Это связано не только с остаточной пористостью, но и с несплошностью оксидных пленок ZrO 2 -B 2 O 3 вследствие различия коэффициентов термического расширения и улетучивания B 2 O 2 [17][18][19][20][21]. В случае образцов составов 1 и 2 кремний способствует формированию боросиликатной окалины SiO 2 -ZrO 2 -B 2 O 3 и препятствует проникновению кислорода в глубь материала.…”

Section: кинетика высокотемпературного окисления и свойства керамикиunclassified

“…Наличие в составе такой керамики бора способствует образованию оксида B 2 O 3 , который эффективно залечивает трещины, возникающие в оксидном слое вследствие различия коэффициентов термического расширения при высокотемпературном окислении [17][18][19]. Тем не менее оксид B 2 O 3 обладает низкими значениями давления пара в температурном интервале 1100-1300 °С [20,21] и при доступе кислорода может окисляться до летучего B 2 O 2 [22,23]. В свою очередь боросиликатная окалина состава SiO 2 -ZrO 2 -B 2 O 3 способна препятствовать проникновению кислорода в глубь материала и минимизировать образование летучего оксида бора.…”

Section: Introductionunclassified

See 4 more Smart Citations

Features of Production and High-Temperature Oxidation of SHS Ceramics Based on Zirconium Boride and Zirconium Silicide

Iatsyuk

Pogozhev

Левашов

et al. 2016

Russ. J. Non-ferrous Metals

View full text Add to dashboard Cite

Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. Москва Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН), г. Черноголовка Статья поступила в редакцию 04.07.16 г., доработана 30.09.16 г., подписана в печать 03.10.16 г. Работа посвящена исследованию кинетики и механизма горения реакционных смесей в системах Zr-Si-B и Zr-B, получению по технологии силового СВС-компактирования компактных керамических материалов, а также изучению их жаростойкости. Показано, что для составов в системе Zr-Si-B зависимости температуры и скорости горения от начальной температуры (T 0) имеют линейный характер, т.е. с ростом T 0 стадийность химических реакций образования диборида и дисилицида циркония не меняется. Рассчитаны значения эффективной энергии активации СВС-процесса, свидетельствующие о ведущей роли реакционного взаимодействия циркония с бором и кремнием в расплаве. Изучена стадийность химических превращений в волне горения смеси Zr-Si-B: первоначально путем кристаллизации из расплава образуется фаза ZrB 2 , затем с запаздыванием в 0,5 с появляется фаза ZrSi 2 ; спустя 1 с кристаллизуется непрореагировавший Si. Изучен фазовый состав продуктов синтеза, в которых основным компонентом является диборид ZrB 2 , а также, в зависимости от состава исходной реакционной шихты, содержатся дисилицид циркония ZrSi 2 , Si и борид ZrB 12. По технологии силового СВС-компактирования получены компактные образцы, характеризующиеся высокой твердостью и низкой остаточной пористостью. В результате высокотемпературного окисления СВС-образцов в зависимости от состава на их поверхности формируются оксидные пленки SiO 2-ZrO 2-B 2 O 3 , а также сложный оксид ZrSiO 4 , служащие эффективным диффузионным барьером и снижающие скорость окисления. Ключевые слова: керамика, композиционные материалы, диборид циркония, дисилицид циркония, окисление, жаростойкость. Яцюк И.В.-аспирант кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП) НИТУ «МИСиС», инженер научно-учебного центра (НУЦ) СВС МИСиС-ИСМАН (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4).

show abstract

Section: кинетика высокотемпературного окисления и свойства керамикиunclassified

Section: Introductionunclassified

See 3 more Smart Citations

Features of Production and High-Temperature Oxidation of SHS Ceramics Based on Zirconium Boride and Zirconium Silicide

Iatsyuk

Pogozhev

Левашов

et al. 2016

Russ. J. Non-ferrous Metals

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

An investigation of the physical, thermal and mechanical properties of fired clay/SiC ceramics for thermal energy storage

Sane

Nigay

Minh

et al. 2019

J Therm Anal Calorim

View full text Add to dashboard Cite

Thermal energy storage (TES) has been identified as a breakthrough concept in development of renewable technologies. However, the main challenges are related to the development of competitive heat storage materials. Despite the number of studies on heat storage materials, the determination of new alternatives for next generation technologies is still open. In this regard, this paper presents the results of an experimental study of the physical, thermal and mechanical properties of SiC-doped ceramics as potential materials for TES applications. Two kinds of SiC additives (high and low densities) were incorporated with different percentages into the clay matrix in order to produce ceramics via the extrusion process. The addition of low-density SiC (true density 3.16 g cm −3) led to the increasing of porosity with large pore sizes and the decreasing of bulk density. Therefore, the thermal and mechanical properties are decreased up to − 50% for flexural strength and − 15% for thermal conductivity when 20 mass% of low-density SiC was used. On the other hand, when high-density SiC (true density 3.42 g cm −3) was used, properties of the clay ceramic were strongly improved: i.e., increase in the bulk density, decrease in the porosity, increase in the thermal conductivity and increase in the flexural strength. The best material was found with the addition of 20 mass% of high-density SiC which had a thermal conductivity of 1 W m −1 K −1 , a specific heat capacity of 0.62 kJ kg −1 K −1 and a mechanical strength of 19.6 MPa. It also showed a high thermal stability after 20 successive heating/cooling cycles. Hence, this study provided a useful insight into how the SiC modified the microstructure and properties of fired clay ceramics. Thus, the current results suggest that clay ceramics with high-density SiC addition are promising materials for thermal energy storage applications.

show abstract

Oxidation Behavior of Silicon-Based Ceramics Reinforced Diboride UHTC: a Review

Thimmappa

Golla

2022

Silicon

View full text Add to dashboard Cite

Oxidation behavior and kinetics of ZrB2 containing SiC chopped fibers

Cited by 35 publications

References 43 publications

Features of Production and High-Temperature Oxidation of SHS Ceramics Based on Zirconium Boride and Zirconium Silicide

Features of Production and High-Temperature Oxidation of SHS Ceramics Based on Zirconium Boride and Zirconium Silicide

An investigation of the physical, thermal and mechanical properties of fired clay/SiC ceramics for thermal energy storage

Oxidation Behavior of Silicon-Based Ceramics Reinforced Diboride UHTC: a Review

Contact Info

Product

Resources

About