с 01.01.2017 по 01.01.2022
Самара, Самарская область, Россия
с 01.01.2004 по 01.01.2024
Самара, Самарская область, Россия
ВАК 2.6.13 Процессы и аппараты химических технологий
УДК 666.77 Химически стойкие грубокерамические массы и изделия. Кислото- и коррозионностойкие керамические изделия
УДК 666.798.2 Металлокерамические смеси. Керметы
ББК 341 Общая технология металлов
ББК 345 Общая технология машиностроения. Обработка металлов
Цель исследования: в режиме твердопламенного горения СВС-систем «диоксид кремния (песок) – азид натрия – галогениды кремния и алюминия» синтезировать порошок сиалона. Задача, решению которой посвящена статья: установить исходный состав шихты (выбрав из нескольких образцов песка наилучший по показателям – количество примесей и модуль крупности), при синтезе которого в режиме твердопламенного горения образуется сиалон состава Si3Al3O3N5. Методы исследования, применяемые для получения и анализа синтезируемого продукта в режиме СВС-Аз: самораспространяющийся высокотемпературный синтез с применением азида натрия и галогенидов в лабораторном реакторе СВС-Аз, рентгенодифракционный анализ на дифрактометре ARL X'trA-138 и изучение микроструктуры на растровом электронном микроскопе JSM-6390A. Новизна работы состоит в том, что впервые методом СВС-Аз были проведены исследования по синтезу сиалона из систем, в составе которых в качестве диоксида кремния использовался речной песок. Результаты исследования по синтезу сиалона в режиме твердопламенного горения показали, что конечный продукт кроме β-Si3Al3O3N5 состоит еще из нескольких фаз: Si3N4: AlN, Si, NaF и Na3AlF6. Установлено, что в процессе горения образовавшиеся равноосные частицы продукта объединяются в агломераты. Средний размер частиц, из которых состоит продукт равен 180-230 нм. Выводы: было установлено, что в режиме твердопламенного горения из систем, состоящих из диоксида кремния, азида натрия и галоидных солей кремния и алюминия был получен сиалон состава Si3Al3O3N5.
песок, сиалон, диоксид кремния, прекурсор, галоидная соль, азид натрия, СВС
1. Yin L, Zhao K, Ding Y, Wang Y, He Z, Huang S. Effect of hBN addition on the fabrication, mechanical and tribological properties of Sialon materials. Ceramics International. 2022. №48 (2022). РР. 7715-7722.
2. Bolgaru K., Reger A., Vereshchagin V., Akulinkin A. Combustion synthesis of β-SiAlON from a mixture of aluminum ferrosilicon and kaolin with nitrogen-containing additives using acid enrichment. Ceramics International.
3. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика / Сборник научных статей под ред. Е.А. Сычева. Черноголовка: Территория, 2001. 432 с.
4. Мержанов А.Г., Мукасьян А.С. Твердопламенное горение. М.: ТОРУС ПРЕСС, 2007. 336 с.
5. Merzhanov A.G. Borovinskaya I.P. Historical retrospective of SHS: An autoreview. International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis. 2008. №17(4). PP. 242-265.
6. Мержанов А.Г. Процессы горения и синтез материалов. Черноголовка: ИСМАН, 1998. 512 с.
7. Амосов А.П., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Порошковая технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза материалов: учебное пособие. М.: Машиностроение-1, 2007. 568 с.
8. Xanthopoulou G., Vekinis G. An overview of some environmental applications of self-propagating high-temperature synthesis. Advances in Environmental Research. No.5(2001). РР. 117-128.
9. Kheirandish A.R., Nekouee Kh.A., Khosroshahi R.A., Ehsani N. Self-propagating high temperature synthesis of SiAlON / Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials. No.55(2015). РР. 68-79.
10. Niu J., Yi X., Nakatsugawa. I, Akiyama T. Salt-assisted combustion synthesis of β-SiAlON fine powders. Intermetallics. No.35(2013). РР. 53-59.
11. Li Z., Wang Z., Zhu Mengguang, Li Jinfu Zhang, Zuotai. Oxidation behavior of β-SiAlON powders fabricated by combustion synthesis. Ceramics International. No.42(2016). РР. 7290-7299.
12. Shahien M., Radwan M., Kirihara S., Miyamoto Y., Sakurai T. / Combustion synthesis of single-phase -sialons (z = 2-4) / Journal of the European Ceramic Society. No.30(2010). РР. 1925-1930.
13. Yiyao G., Zhaobo T., Ying C., Siyuan S., Jie Z., Zhipeng X. Effect of comburent ratios on combustion synthesis of Eu-doped β-SiAlON green phosphors / Journal of Rare Earths. Vol. 35. No. 5. 2017. PР. 430.
14. Валяева М.Е., Кондратьева Л.А. Обзор методов получения сиалона. Современные материалы, техника и технологии. 2021. № 4(37). С.10-16.
15. Амосов А.П., Бичуров Г.В. Азидная технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза микро- и нанопорошков нитридов: монография. М.: Машиностроение-1, 2007. 526 с. ISBN 978-5-94275-344-3.
16. Бичуров Г.В., Шиганова Л.А., Титова Ю.В. Азидная технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза микро- и нанопорошков нитридных композиций: монография.- М.: Машиностроение, 2012. 519 с. ISBN 978-5-94275-658-1.
17. Кондратьева Л.А. Изучение состава песка, как исходного компонента СВС-систем для получения порошков сиалона и нитрида кремния. Современные материалы, техника и технологии. 2021. №4 (37). С. 24-29.
18. Кондратьева Л. А. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез порошков нитридных композиций Si3N4-TiN, Si3N4-AlN, Si3N4-BN, AlN-BN, AlN-TiN, BN-TiN с применением азида натрия и галоидных солей: специальность 01.04.17 «Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества»: дис. на соискание ученой степени докт. техн. наук / Кондратьева Людмила Александровна; Самар. гос. техт. ун-т. Самара, 2018. 881 с. Библиогр.: С. 365-401.
19. Кондратьева Л.А. Схема азидной технологии саморапространяющегося высокотемпературного синтеза порошков нитридов. Журнал технических исследований. 2020. Т. 6. №1. С. 3-9.
20. Кондратьева Л.А. Изучение теоретических расчетов и экспериментальных результатов исследований получения порошка сиалона методом СВС-Аз. Современные материалы, техника и технологии. 2020. №3 (30). С. 27-31.
21. Кондратьева Л.А. Изучение возможности получения из осадочной горной породы порошка нитрида кремния. Современные материалы, техника и технологии. 2019. №5(26). С. 62-67.
22. Валяева М.Е., Кондратьева Л.А. Исследование свойств компонента реакционной шихты и его влияние на синтез сиалона в режиме горения. Высокие технологии в машиностроении: сб. науч. тр. ХVIII Всерос. науч.-техн. конф. с международным участием, Самара. 2021. С. 207-211.
23. Кондратьева Л.А. Исследование возможности получения порошка сиалона в режиме горения (СВС-Аз) с использованием речного песка. Cовременные материалы, техника и технологии. 2020. №4 (35). С. 48-53.
