Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

На рисунке 2, б можно наблюдать отдельный контрастированный участок микроструктуры реакционно-спеченного керамического материала на основе карбида титана. На большом увеличении видно, что между частицами карбида титана идентифицируются светло-серые зоны зёренного строения, имеющие отличную от карбидокремниевой структуры цветовую гамму. С большой долей вероятности данные зоны являются силицидными соединениями — продуктами частичного распада карбида титана. Ввиду наличия упрочняющих фазовых составляющих и структурной стабильности установлено, что прочностные свойства реакционно-спеченной керамики на основе диборида титана по изгибному критерию (предел прочности на изгиб Оизг = 415 МПа, модуль упругости E = 310 ГПа) существенно выше, чем у керамики на основе карбида титана (предел прочности на изгиб Оизг = 130 МПа, модуль упругости E = 300 ГПа), исходя из усредненных значений по результатам испытаний на серии из пяти образцов (балках) при сопоставимой плотности. Показатели прочности необходимо оценивать с учетом применения порошков однофракционного состава при экспериментальном давлении формования, что требует дальнейшей технологической оптимизации. Интегральная микротвердость НѴ керамик в межзеренных пространствах титановых тугоплавких соединений составила 21 ГПа, открытая пористость П материалов — 0,5 % об., что характерно для технологии реакционного спекания. Выводы Экспериментально определено, что в результате реакционного спекания керамических материалов из мелкодисперсных порошков в формируемой неравновесной системе TiB 2 -S iC -C -S i синтезируется стабильная функциональная матрица на основе SiC-TiB 2 . Физико-механические характеристики опытного материала на образцах: Оизг — 415 МПа, E — 310 ГПа, НѴ — 21 ГПа. Экспериментально определено, что в результате реакционного спекания керамических материалов из мелкодисперсных порошков в формируемой неравновесной системе TiC-SiC-C-Si синтезируется нестабильная функциональная матрица на основе SiC-ТіС с охрупчивающими побочными соединениями — силицидами титана. Физико­ механические характеристики опытного материала на образцах: Оизг— 130 МПа, E — 300 ГПа, НѴ— 21 ГПа. Таким образом, результаты практического эксперимента по силицированию керамик продемонстрировали, что композиционный материал на функциональной матрице S iC -T iB 2 является наиболее перспективным для оптимизации его применения в машиностроении с целью возможного повышения таких свойств реакционно -спеченных карбидокремниевых керамик, как жаропрочность, трещиностойкость, прочность на изгиб -растяжение-сжатие. Список источников 1. Ruys A. J. Silicon carbide ceramics structure, properties, and manufacturing. Elsevier, 2023. 585 p. 2. Development of novel ceramic construction materials based on silicon carbide for products of complex geometry / M. A. Markov [et al.] // J. Machinery Manufacture and Reliability. 2021. Vol. 50, no. 2. P. 158-163. doi:10.3103/S1052618821020096. 3. Review article: Silicon carbide. Structure, properties and processing / V. A. Izhevskyi [et al.] // Ceramica. 2000. Vol. 46 (297). P. 4-13. doi:10.1590/S0366-69132000000100002. 4. Contemporary materials and their application in the construction of special engineering high-temperature objects / A. N. Belyakov [et al.] // Refractories and Industrial Ceramics. 2024. Vol. 64, no. 3. P. 256-264. doi:10.1007/s11148-024-00835-3. 5. A comparative study of methods for obtaining silicon carbide ceramic materials / A. N. Belyakov [et al.] // Refractories and Industrial Ceramics. 2023. Vol. 64, no. 3. P. 299-310. doi:10.1007/s11148-024-00842-4. 6. Study of the structural, physical, and mechanical characteristics of reaction-sintered silicon carbide ceramics / A. N. Belyakov [et al.] // Journal ofMachinery Manufacture and Reliability. 2023. Vol. 52, Suppl. 1. P. S74-S81. doi:10.3103/S1052618823090029. 7. Chin H., Cheong K., Ismail A. A review on die attach materials for SiC-based high-temperature power devices // Metallurgical and Materials Transactions B. 2010. Vol. 41. P. 824-832. doi:10.1007/s11663-010-9365-5. 8. Markov M. A., Vikhman S. N., Belyakov A. N. High-temperature bending tests of reaction-sintered silicon carbide-based ceramic materials // Russian Journal of Applied Chemistry. 2023. Vol. 96, no. 1. P. 16-20. doi:10.1134/S1070427223010032. 9. Wang W., Lian J., Ru H. Pressureless sintered SiC matrix toughened by in situ synthesized TiB 2 : process conditions and fracture toughness // Ceramics International. 2012. Vol. 38 (3). P. 2079-2085. doi:10.1016/j.ceramint.2011.10.045. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 262-267. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 262-267. © Быкова А. Д., 2025 265