Изучение процессов синтеза Ti3SiC2 и формирования конструкционной керамики на его основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.06, кандидат технических наук Надуткин, Александр Вениаминович

• Надуткин, Александр Вениаминович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Надуткин, Александр Вениаминович

Введение.

Глава 1 Литературный обзор.

1.1 Кристаллическая структура TijSiC2.

1.2 Методы синтеза TijSiC2.

1.3 Проблема присутствия примесных фаз в конечном продукте.

1.4 Свойства Ti3SiC2.

1.4.1 Стойкость к окислению.

1.4.2 Химическая стойкость.

1.4.3 Механические свойства.

1.4.4 Электрические и термические свойства.

1.4.5 Композиты на основе Ti3SiC2.

1.5 Выводы по литературному обзору.

Глава 2 Методы исследования.

2.1 Химические материалы и реактивы.

2.2 Измерение кажущейся плотности, открытой пористости и водопоглощения.

2.3 Дифференциальный термический анализ.

2.4 Рентгенофазовый анализ образцов.

2.5 Получение исходных реагентов.

2.5.1 Синтез карбида титана.

2.5.2 Определение содержания углерода в TiC

2.5.3 Синтез силицидов титана (Ti5Si3, TiSi, TiSi2).

2.5.4 Синтез Ti3SiC2.

2.6 Термобарическое воздействие.

2.7 Спекание композитов на основе ТСзБЮг.

2.7.1 Спекание без применения стадии горячего прессования.

2.7.2 Горячее изостатическое прессование.

2.8 Определение стойкости образцов к окислению на воздухе.

2.8.1 Окисление порошков.

2.8.2 Окисление компактов.

2.9 Механические испытания.

2.9.1 Определение предела прочности на сжатие.

2.9.2 Трехточечный изгиб.

2.9.3 Четырехточечный изгиб.

2.9.4 Определение твердости и микротвердости методом Виккерса.

2.10 Подготовка поверхности образцов к исследованиям.

2.10.1 Полировка образцов.

2.10.2 Травление образцов.

2.11 Петрографический и микрозондовый анализ.

Глава 3 Фазообразование в системе Л - - С.

3.1 Фазообразование в термобарических условиях.

3.1.1 Псевдобинарный разрез ТЮ -81.

3.1.2 Псевдобинарный разрез ТЮ - Т^з.

3.1.3 Псевдобинарный разрез Т1з8Ю2 - С.

3.2 Фазообразование в системе Т\ - Б\С - С в вакууме.

3.3 Выводы.

Глава 4 Спекание и микроструктура материалов на основе Т1381С2.

4.1 Твердофазное спекание композитов Т1381С2

4.2 Спекание Т138Ю2 с участием добавок силицидов титана.

4.3 Горячее прессование композитов на основе предварительно синтезированных порошков Т1381С2.

4.3.1 Образцы на основе Т138Ю2.

4.3.2 Образцы на основе Т138Юг - Т1812.

4.3.3 Образцы на основе Ti3SiC2-SiC и Ti3SiC2-TiSi2-SiC.

4.4 Технологическая схема получения керамических материалов на основе Ti3SiC.

4.5 Выводы.

Глава 5 Исследование свойств материалов на основе Ti3SiC2.

5.1 Стойкость к окислению на воздухе.

5.2 Прочностные свойства.

5.3 Твердость по Виккерсу.

5.4 Рекомендации практического применения материалов на основе Ti3SiC2.

5.5 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение процессов синтеза Ti3SiC2 и формирования конструкционной керамики на его основе»

Карбосилицид титана ТЧ^Сг относится к классу тугоплавких слоистых бескислородных соединений. Интерес к Т^Юг со стороны исследователей объясняется его уникальными свойствами, которые сочетают в себе одновременно свойства металла и керамики: высокая прочность и термическая устойчивость, высокая трещиностойкость и стойкость к термоудару, хорошая проводимость и химическая стойкость к агрессивным средам, а также стойкость к окислению при высоких температурах и др. Для Т1з81Сг, как материала, большие перспективы использования в сложно-профильных устройствах высокотемпературного и электротехнического назначения, а так же в качестве термически устойчивой трещиностойкой матрицы в смешанных композитах.

Основная проблема при синтезе Т^Юг заключается в присутствии примесных фаз (ТЮ, Т^г, Т15813, БЮ и др.) в конечном продукте. К настоящему времени наилучшие результаты, с точки зрения однофазности и характеристик материала, достигнуты при использовании методов горячего изостатического прессования, когда стадии синтеза и спекания реализуются в ходе одной технологической операции. Это накладывает определенные ограничения на фазовый состав и микроструктуру конечного продукта. Разделение процессов синтеза и спекания позволяет получать широкий спектр композиционных керамических материалов на основе за счет варьирования фазового и гранулометрического составов компонентов, используемых на стадии спекания, что в свою очередь, расширят диапазон эксплуатационных свойств и области применения новых материалов на его основе.

Цель работы: Разработка научных основ технологии и выработка практических рекомендаций для получения конструкционной керамики высокотемпературного назначения на основе ИзБ^.

Задачи:

1. Изучение закономерностей формирования фазы Т^К^ в системах: П - 81С - С, ПС - 81, ПС - П581з и определение условий получения порошков карбосилицида титана с минимальным содержанием примесных фаз.

2. Изучение процессов фазообразования, спекания и формирования плотной микроструктуры в ходе получения керамики на основе порошков Т1381С2.

3. Исследование механической прочности, трещиностойкости, твердости, а также устойчивости к окислению керамики на основе ПзЗЮг.

Научная новизна

Впервые проведены исследования псевдобинарных разрезов: ТЮ - Б!, ПС - П581з, Т^Юг - С в условиях сверхвысоких давлений методом диффузионной пары. Установлено, что образование ПзБЮг в системе ПС - 81 происходит при участии промежуточной фазы Т^г. Впервые предлагаются практические рекомендации для регулирования доли примесных фаз в конечном продукте при получении порошков ПзБЮг путем варьирования состава и давления газообразных компонентов в реакционной зоне. Установлено, что спекающая добавка Т^г снижает количество примеси ПС в композитах на основе ПзБЮг. Обнаружено неоднородное распределение атомов кремния в зернах Т^Юг от края зерна к центру. Практическая значимость

Разработана методика получения порошков П38Ю2 с практически 100 % выходом целевого продукта. Предложены практические рекомендации и технология получения композиционного материала конструкционного назначения на основе порошков ПзБЮг. Полученный материал может быть использован для изготовления сложнопрофильных изделий высокотемпературного и электротехнического назначения, эксплуатируемых в жестких окислительных условиях при циклическом нагреве и охлаждении.

Достоверность результатов, выводов и рекомендаций подтверждается применением апробированных методик и современного оборудования в ходе экспериментальных исследований, воспроизводимостью получаемых результатов и проверкой их независимыми методами исследования, а также их соответствием литературным источникам.

Личный вклад автора

Автором лично получены все экспериментальные данные, проводилась подготовка образцов к исследованиям, проведен анализ литературных данных по заявленной тематике, обобщены результаты исследований. При непосредственном участии разработана и освоена методика получения порошков Т^зБЮз, получены опытные горячепрессованные образцы на основе ТлзЗ^г, определены их механические и химические свойства. Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах составляет от 40 до 60 %. Автор выражает признательность за внимание и поддержку академику РАН Швейкину Г.П., за помощь и критические замечания академику

• ^ к. x* н»

РАН Анциферову В.Н.; доктору физ.-мат. наук проф. [Щанову М.Ф.

Рябкову Ю.И, к. х. н. Истомину П.В. за помощь в планировании и обсуждении результатов исследований; а также всем кто помогал при проведении испытаний, исследовании образцов и за все критические замечания. Положения выносимые на защиту

1. Условием получения однофазного продукта при синтезе Т^Юг в системе "П - 8 ¡С - С в условиях вакуума является наличие избытка кремния и его последующее удаление из реакционной зоны за счет испарения.

2. Добавка Т^г способствует спеканию керамики на основе ИзБЮг и удалению примеси Т1С.

3. Комплекс изученных свойств ГП материалов на основе ИзБ^ позволяет использовать их в качестве конструкционного материала высокотемпературного назначения и для получения изделий сложной формы.

Апробация работы

Результаты исследований были представлены на XVII Международном Менделеевском съезде по общей и прикладной химии «Достижения и перспективы химической науки», Казань, 2003; XIV Всероссийском Симпозиуме «Современная химическая физика», Туапсе, 2002; XVII Всероссийском Симпозиуме «Современная химическая физика», Туапсе, 2005; Всероссийской конференции «Химия твердого тела и функциональные материалы», Екатеринбург, 2000; Всероссийской Конференции «Физико-Химические проблемы создания новых конструкционных керамических материалов. Сырье, синтез, свойства», Сыктывкар, 2002; Всероссийской конференции «Химия твердого тела и функциональные материалы -2004», Екатеринбург, 2004; Урало-Сибирской научно-практической конференции, Екатеринбург 2003; XIV Коми республиканской Молодежной научной конференции, Сыктывкар, 2000; XV Коми республиканской молодежной научной конференции, Сыктывкар, 2004. Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 статей (из них 2 в журналах, рекомендованных ВАК) и 10 тезисов докладов на конференциях.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка литературы, который содержит 136 наименований работ отечественных и зарубежных авторов и приложения. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 69 рисунков, 12 таблиц, приложение занимает 2 страницы.

Заключение диссертации по теме «Порошковая металлургия и композиционные материалы», Надуткин, Александр Вениаминович

5.5 Выводы:

1. Изучены прочностные свойства горячепрессованных образцов на основе Т^Юг: предел прочности на изгиб аизг, предел прочности на сжатие стсж и коэффициент интенсивности напряжений К1С, которые составили: 260 ± 20 МПа, 300 ± 20 МПа и 5,4 ± 0,9 МПа-м0'5, соответственно

2. Значения твердости по Виккерсу зависит от величины прикладываемой к индентору нагрузки, что объясняется слоистой структурой и микропластической деформацией зерен материала вблизи отпечатка индентора.

3. Особенностью индентирования материалов на основе Т^Юг является отсутствие диагональных трещин на отпечатках. Энергия деформации рассеивается за счет расслаивания зерен вблизи отпечатка, что препятствует дальнейшему распространению трещины.

4. Плотные компакты на основе Т^Юг хорошо противостоят окислению на воздухе по сравнению с пористыми компактами и порошками на основе "ПзБЮг при температурах до 1100 °С. Это объясняется менее развитой удельной поверхностью и формированием непрерывного защитного двойного оксидного слоя, состоящего из внешнего подслоя на основе ТЮ2 и внутреннего на основе ТЮ2 и БЮг.

5. Комплекс изученных свойств ГП материалов на основе Т^Юг позволяет рекомендовать его к использованию в качестве конструкционных материалов высокотемпературного назначения.

Заключение:

1. Изучены закономерности формирования фазы Ti3SiC2 в условиях вакуума. Разработана методика получения порошков Ti3SiC2 с практически 100 % выходом целевого продукта. При этом для получения однофазного продукта необходимо введение избытка кремниевой составляющей в исходную шихту и его последующее удаление из реакционной зоны за счет испарения. Состав исходной шихты для получения однофазного Ti3SiC2 описывается выражением: 3Ti + (l-z)C + (l + z)-SiC, где z = 0,2 0,6, а оптимальный температурный интервал синтеза составляет 1360 + 1400 °С. При этом обеспечивается приемлемая скорость испарения кремния, что предотвращает его преждевременное удаление из образца и образование примесных фаз.

2. Разработана технологическая схема получения керамики на основе Ti3SiC2. Предлагаемая технология подразумевает разделение процессов синтеза порошков Ti3SiC2 и последующее их спекание с обязательным применением операции горячего прессования для получения плотной беспористой керамики. Введение добавок порошков TiSi2 в исходную шихту до процедуры горячего прессования способствует интенсификации спекания материалов на основе Ti3SiC2 и удалению остаточных примесей TiC.

3. Выявлено неоднородное распределение кремния в Ti3SiC2 в пределах одного зерна. Данный феномен можно объяснить наличием дефектов в кремниевой подрешетке. Концентрация кремниевых вакансий может достигать 25 ат. %. Pix формирование можно объяснить неравновесными условиями получения Ti3SiC2.

4. Комплекс изученных свойств ГП материалов, полученных на основе порошков предварительно синтезированного Ti3SiC2, позволяет рекомендовать их в качестве конструкционных материалов высокотемпературного и электротехнического назначения, а также для изготовления керамических изделий сложной формы. Для ГП образцов Т^Юг были определены: предел прочности на изгиб, предел прочности на сжатие, коэффициент интенсивности напряжений и твердость по Виккерсу, которые составили: 260±20 МПа, 300 ± 20 МПа, 5,4 ± 0,9 МПа-м0'5 и ~ 3,0 ГПа, соответственно. Полученный плотный материал хорошо противостоит окислению на воздухе при температурах до 1000- 1100 °С.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Надуткин, Александр Вениаминович, 2007 год

1. Barsoum, M.W. The Mn+iAXn phases: a new class of solids; thermody-namically stable nanolaminates / M.W. Barsoum // Prog. Solid St. Chem. 2000. - Vol. 28. - P. 201-281.

2. Jeitchko, W. Die Kristallostruktur von Ti3SiC2 ein neuer Komplexcar-bid - Тур / W. Jeitchko, H. Nowotny // Mh. Chem. - 1967. - Bd. 98, H. 2.-P. 329-338.

3. Barsoum, M.W. Thermal properties of Ti3SiC2 / M.W. Barsoum, at al. // J. Phys. Chem. Solids. 1999. - Vol. 60. - P. 429-439.

4. Goto, T. Chemically vapour deposited Ti3SiC2 / T. Goto, T. Hirai // Mate. Res. Bull. 1987. - Vol. 22. - P. 1195-1201.

5. Kisi, E.H. Structure and crystal chemistry of Ti3SiC2 / E.H. Kisi, at al. //J. Phys. Chem. Sol. 1998.-Vol. 59.-P. 1437-1443.

6. Powder Diffraction File, Joint Committee on powder diffraction standards. Swarthmore, Pennsylvania, USA. - Card 40-1132.

7. Григорян, А.Э., СВС и формирование структуры композитных материалов в трехкомпонентных системах Ti Si - С, Ti - Si -NnTi-B-N / А.Э. Григорян, и др. //Огнеупоры и техническая керамика. -1999.- №11. - С. 7-11.

8. Ryabkov, Yu. Structural design and properties of layered nanocompo-site titanium carbide-silicide material / Yu. Ryabkov, at al. // Mater. Phys. Mech. 2001. - Vol. 3. - P. 101 -107.

9. Истомин П.В. Карботермическое восстановление лейкоксенового концентрата в вакууме: дисс. канд. хим. наук: 02.00.01 / П.В. Истомин. Екатеринбург, 1999. - 153 с.

10. Brukl, С.Е. Ternary phase equilibria in transition metal-boron-carbon-silicon systems / C.E. Brukl // Wright Patterson Air Force Base, Air Force materials laboratory. 1966. - Pt II, V. 7.

11. Ratliff, J.L. Research on diffusion in multiphase ternary systems/ J.L. Ratliff, G.W. Powell // Alexandria, National technical information service. 1970. - Rep. 70. - P. 42.

12. Arunajatesan, S. Synthesis of titanium silicon carbide/ S. Arunajatesan, A. H. Carim // Ibid. 1995. - Vol. 78, Iss. 3. - P. 667-672.

13. Sambasivan, S. Phase relationships in the Ti Si - С system at high . pressures / S. Sambasivan, W.T. Petuskey // J. Mater. Res. - 1992.1. Vol.7,№. 6.-P. 1473-1479.

14. Park, C.-S. Processing of composites in the Ti-Si-C system / C.-S. Park, at al. // J. Mat. Sci. 2001. - Vol. 36. - P. 3313-3322.

15. Feng, A. Field-activated pressure-assisted combustion synthesis of polycrystalline Ti3SiC2 / A. Feng, T. Orling, Z. A. Munir // J. Mat. Res. 1999.-Vol. 14, №3.-P. 925-939.

16. Li, J.-F. Synthesis of Ti3SiC2 polycrystals by hot-isostatic pressing of the elemental powders / J.-F. Li, F. Sato, R. Watanabe // J. Mater. Sci. Lett.-1999.-Vol. 18.-P. 1595-1597.

17. El-Raghy, T. Processing and Mechanical Properties of Ti3SiC2:1, Reaction Path and Microstructure Evolution / T. El-Raghy, M. W. Barsoum // J. Am. Ceram. Soc. 1999. - Vol. 82, № 10. - P. 2849-2854.

18. Barsoum, M. W. Comment on "reaction layers around SiC particles in Ti: an electron microscopy study" / M. W. Barsoum // Scripta mater. -2000.-Vol. 43.-P. 285-286.

19. Zhang, Z.-F. A new synthesis reaction of Ti3SiC2 from Ti/TiSi2/TiC powder mixtures through pulse discharge sintering (PDS) technique / Z.-F. Zhang, at al. //Mat Res. Innovat. -2002. Vol. 5. - P. 185-189.

20. Zhang, Z.-F. A new synthesis reaction of Ti3SiC2 through pulse discharge sintering Ti/SiC/TiC powder / Zhang, at al. // Scripta Mater. -2001.-Vol. 45.-P. 1461-1467.

21. Riley, D. P. Self-propagating high-temperature synthesis of Ti3SiC2 from 3Ti +SiC +C reactants/ D. P. Riley, at al. // J. Of Mater. Sci. Lett. -2003.-Vol. 22.-P. 1101-1104.

22. Li, J.T. Fabrication of Monolithic Ti3SiC2 Ceramic Through Reactive Sintering of Ti/Si/2TiC / J.T. Li, Y. Miyamoto // J. of Mater. Synth, and Proc. 1999. - Vol. 7, № 2. - P. 91-96.

23. Hu, J.J. Pulsed laser deposition and properties of Mn+IAXn phase formulated Ti3SiC2 thin films / J.J. Hu, at al. // Tribology Letters. 2004. -Vol. 16, № 1-2.-P. 113-122.

24. Pickering, C. E. CVD of Ti3SiC2 / C. E. Pickering, W. J. Lackey, S. Craim // J. Chem. Vap. Dep. 2000. - V. 6, Iss. 6. - P. 289-295.

25. Racault, C. On the chemical vapor deposition of Ti3SiC2 from TiCl4-SiCl4-Cl4 gas mixtures. Part II. An experimental approach / C. Racault, at al. // J. Mater. Sci. 1994. - Vol. 29, № 15. - P. 3941-3948.

26. Nickl, J.J. Gas phase nabsheidung im systeme Ti C - Si / J.J.Nickl, K.K. Schweitzer, P.Luxenberg // J. Less-Common Met. - 1972. - Vol. 26.-P. 283.

27. Palmquist J.-P. Carbide and MAX-phase engineering by thin Film Synthesis: doctoral dissertation theses of science and technology / J.-P. Palmquist. Upsala Universyty, Sweden. - 2004. - 70 p.

28. Lis, J. Reactions during SHS in a Ti-Si-C system / J. Lis, R. Pampuch, L. Stobierski // Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 1992. - Vol. 1/3.-P. 401-408.

29. Pampuch, R. Ti3SiC2 based material produced by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) and ceramic processing R. Pampuch, at al. // J. Mater. Synth. And Proc. - 1993. - Vol. 1, № 2. - P. 93-100.

30. Lis, J. Reaction sintering phenomena of self-propagating high-temperature synthesis-derived ceramic powders in the Ti-Si-C system J. Lis, at al. // Solid State Ionic. 1997. - Vol. 101-103. - P. 59-64.

31. Pampuch, R. Solid combustion synthesis of Ti3SiC2 / R. Pampuch, at al. // J. Eur. Ceram. Soc. 1989. - Vol. 5. - P. 283-287/

32. Barsoum, M.W. Synthesis and characterisation of a remarkable ceramic: Ti3SiC2 / M.W. Barsoum, T. El-Raghy // J. Am. Ceram. Soc. -1996.-Vol. 79.-P. 1953-1956.

33. Lis, J. Ti3SiC2-based materials prepared by HIP-SHS techniques / J. Lis, at al. // J. Mater. Lett. 1995. - Vol. 22. - P. 163-168.

34. Zhou, Y. Temperature fluctuation hot pressing synthesis of Ti3SiC2 / Y. Zhou, Z. Sun // J. Mater. Sci. 2000. - Vol. 35. - P. 4343-4346.

35. Zhou, Y. In-situ hot pressing/solid-liquid reaction synthesis of dense titanium silicon carbide bulk ceramics / Y. Zhou, at al. // Mat. Res. Innovât.-1998.-Vol. 2.-P. 142-146.

36. Sun, Z. Synthesis of Ti3SiC2 powders by a solid-liquid reaction process / Z. Sun, Z.-Yi, Y. Zhou // Scripta Materialia. 1999. - Vol. 41, № 1. -P. 61-66.

37. Sun, Z. Fluctuation synthesis and characterisation of Ti3SiC2 powders Z. Sun, Y. Zhou // Mat. Res. Innovat. 1999. - Vol. 2. - P. 227-231.

38. Li, J.F. Combustion reaction during mechanical alloying synhesys of Ti3SiC2 ceramics from 3Ti/Si/2C powder mixture / J.F. Li, T. Matsuki, R. Watanabe // J. of the Amer. Ceram. Soc. 2005. - Vol. 88, №5. - P. 1318-1320.

39. Li, S.B. Synthesys and reaction mechanism of Ti3SiC2 by mechanical alloying of elemental Ti, Si and С powders / S.B. Li, H.X. Zhai // J. of the Amer. Ceram. Soc. 2005. - Vol. 88, №8. - P. 2092-2098.

40. Сметкин, A.A. Получение карбосилицида титана Ti3SiC2 методом механического легирования / A.A. Сметкин, A.A. Шадрин // Труды III Международной конференции Химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии. - Ставрополь: СевКавГТУ. -2003.-С. 212.

41. Molina-Aldareguia, J. М. Kink formation around indents in laminated Ti3SiC2 thin films studied the nanoscale J. M. Molina-Aldareguia, at al. // Scipta Materialia. 2003. - Vol. 49. - P. 155-160.

42. Komarenko, P. Synthesis of Ti3SiC2-based materials using microwave-initiated SHS / P. Komarenko, D.E. Clark // Ceram. Eng. Sci. Proc. -1994.-Vol. 15, №5.-P. 1028-1035.

43. Gao, N. F. Dense Ti3SiC2 prepared by reactive HIP / N. F. Gao, Y. Miyamoto, D. Zhang // J. Of Mater. Sci. 1999. - Vol. 34. - P. 43854392.

44. Yongming, L. Synthesis of high-purity Ti3SiC2 polycrystals by hotpressing of the elemental powders / L.Yongming, at al. // J. .Mat. Lett.- 2002. Vol. 52. - P. 245-247.

45. Аскарова, JI.X. Низкотемпературное окисление кубических карбидов MIV'YCi.x на воздухе / JI.X. Аскарова, В.А. Жиляев // Ж. Неорг. химии. 1993.-том 38, №12.

46. Zhou, Y. Crystallographic relations between Ti3SiC2 and TiC / Y. Zhou, Z. San // Mat. Res. Innovat. 2000. - Vol. 3, Iss.5. - P.286-291.

47. Yang, S. L. Oxidation of Ti3SiC2 at 1000°C in Air / S. L. Yang at al. // Oxidation of Metals.- 2003. -Vol. 59, № 1-2.-P. 155-165.

48. Sun, Z. High temperature oxidation behavior of Ti3SiC2-based material in air / Z. Sun, Y. Zhou, M. Li // Acta Mater. 2001. - Vol. 49, Is. 20. p. 4347-4353.

49. Chen, T. Oxidation of Ti3SiC2 Composites in Air / T. Chen, P.M. Green, J.L. Jordan, J.M. Hampikian, N.N. Thadhani // Met. and Mater. Trans. A. 2002. - Vol. 33A. - P. 1737.

50. Li, S. Oxidation behavior of Ti3SiC2 at high temperature in air / S. Li, L. Cheng, L. Zhang // Materials Science and Engineering A. 2003. -Vol. 341, Is. 1/2.-P. 112-120.

51. Sun, Z. Oxidation behaviour of Ti3SiC2-based ceramic at 900-1300°C in air / Z. Sun, Y. Zhou, M. Li // Corrosion Sci. 2001. - Vol. 43, Is. 6. -P. 1095-1109.

52. Liu, G. Hot corrosion of Ti3SiC2-based ceramics coated with Na2S04 at 900 and 1000°C in air / G. Liu, M. Li and Y. Zhou // Corrosion Science. 2003. - Vol. 45, Is. 6. - P. 1217-1226.

53. Feng, A. Field-activated pressure-assisted combustion synthesis of polycrystalline Ti3SiC2 / A. Feng, T. Orling, Z. A. Munir // J. Mat. Res.- 1999. Vol. 14, № 3. - P. 925-939.

54. Barsoum,M.W. Oxidation of Ti3SiC2 in air / M.W. Barsoum, T. El-Raghy, L. Ogbuji // J. Electrochem. Soc. 1997. - Vol. 7, №144. - P. 2508-2516.

55. Tong, X. Synthesis and High Temperature Mechanical Properties of Ti3SiC2/SiC Composite / X. Tong, T. Okano, T. Iseki, T.Yano, // J. Mater. Sci. 1995. - Vol. 30, № 12. - P. 3087-3090.

56. Sun, Z. Cyclic-oxidation behavior of Ti3SiC2-base material at 1100°C / Z. Sun, Y. Zhou, M. Li // Oxidation of metals. 2002. Vol. 57, №5/6. -P. 379-393.

57. Liu, G. M. Oxidation behavior of silicide coating on Ti3SiC2-based ceramic / G. M. Liu, at al. // Mat Res Innovat. 2002. - Vol. 6. - P. 226231.

58. Liu, G. Cracking behavior of oxide scale formed on Ti3SiC2-based ceramic / G. Liu, M. Li, Y. Zhang, Y. Zhou // Mater. Sci. and Eng. A. -Vol.360, Iss. 1-2.-P. 408-414.

59. Li, S.-B. Mechanical properties and oxidation resistance of Ti3SiC2/SiC composite synthesized by in situ displacement reaction of Si and TiC / S.-B. Li, at al. // Mater. Let. 2003. - Vol. 57, Is. 20. - P. 3048-3056.

60. Li, M. Influence of Al-La Cocementation on the Oxidation Behavior of Ti3SiC2-Base Ceramic / M. Li, at al. // Oxidation of Metals. 2003. -Vol. 60, №1-2.-P. 179-193.

61. Zhang, H. B. Improving the oxidation resistance of Ti3SiC2 by forming a Ti3Sio.9Alo.1C2 solid solution / H. B. Zhang, at al. // Acta Mater. -2004, Vol. 52, Iss. 12.-P. 3631-3637.

62. Li, S.-B. The morphology of oxides and oxidation behavior ofTi3SiC2-based composite at high-temperature Composites / S.-B. Li, L.-F. Cheng, L.-T. Zhang // Sci. and Tech. 2003. - Vol. 63, Is. 6. - P. 813819.

63. El-Raghy, T. Diffusion kinetics of the carburization and silicidation of Ti3SiC2 / T. EI-Raghy, M.W. Barsoum // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 83. -P. 112-119.

64. J. J. Williams, J. J. Oxidation Resistance of Ti5Si3 and Ti5Si3Zx at 1000°C (Z=C, N, or 0) / J. J. Williams, M. Akinc // Oxidation of Metals. 2002. - Vol. 58, № 1/2. - P. 57-71.

65. Travaglini, R The corrosion behavior of Ti3SiC2 in common acids and dilute NaOH / R. Travaglini at al. // J. Corrosion Sci. 2003. - Vol. 45, Iss. 6.-P. 1313-1327.

66. Liu, G. M. Corrosion behavior of Ti3SiC2 and siliconized Ti3SiC2 in the mixture of K2C03 and Li2C03 melts at 750°C / G. M. Liu, M. S. Li, Y. C. Zhou // J. Of Mater. Sci. Lett. 2002. - Vol. 21. - P. 1755-1757.

67. Liu, G. M. Corrosion behavior and strength degradation of Ti3SiC2 exposed to a eutectic K2C03 and Li2C03 mixture / G. M. Liu, at al. // J. of the Eur. Ceram. Soc. 2003. - Vol. 23. - P. 1957-1962.

68. Liu, G. M. Hot corrosion behavior of Ti3SiC2 in the mixture ofNa2S04-NaCl melts / G. M. Liu, at al. // J. of the Eur. Ceram. Soc. 2005. Vol. 25, Iss. 7.-P. 1033-1039.

69. Tzenov, N. Influence of small amounts of Fe and V on synthesis and stability of Ti3SiC2 / N. Tzenov, M.W. Barsoum, T. El-Raghy //J. of Eur. Ceram. Soc. 2000. - Vol. 20. - P. 801 -806.

70. El-Raghy, T. Reaction of Al with Ti3SiC2 in the 800-1000°C temperature range / T. El-Raghy, M.W. Barsoum, M. Sika //J. Mater. Sci. and Eng. A. 2001. - Vol. 298. - P. 174-178.

71. Goto, T. Chemically vapour deposited Ti3SiC2. / T. Goto, T. Hirai // Mate. Res. Bull. 1987. - Vol. 22. - P. 1195-1201.

72. Nickl, J.J. Gas phase nabsheidung im systeme Ti C - Si / J.J. Nickl, K.K. Schweitzer, P. Luxenberg // J. Less-Common Met. - 1972. - Vol. 26.-P. 283.

73. Pampuch, R. Ti3SiC2 based material produced by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) and ceramic processing R. Pampuch, at al. // J. Mater. Synth. And Proc. - 1993. - Vol. 1, № 2. - P. 93-100.

74. Low, I. Contact damage accumulation in Ti3SiC2 / I. M.Low, at al. //J. Amer. Ceram. Soc. 1998. - Vol. 81, Iss. 1. - P. 225-228.

75. El-Raghy, T. Damige mechanisms around hardness indentations in Ti3SiC2 / T. El-Raghy, at al. // Ibid. 1997. - Vol. 80, Iss. 2. - P. 513516.

76. Li, S. Mechanical properties and mechanism of damage tolerance for Ti3SiC2 / S. Li, at al. //Mater. Lett. 2002. - Vol. 57. - P. 119-123.

77. Zhou, Y. Micro-scale plastic deformation of polycrystalline Ti3SiC2 under room-temperature compression / Y. Zhou, Z. Sun // J. Europ. Ceram. Soc. -2001. Vol. 21. - P. 1007-1011.

78. Barsoum, M.W. Room-Temperature Ductile Carbides / M.W. Barsoum, T. EL-Raghy // Metal. And Mater. Trans. 1999. - Vol. 30A. - P. 363.

79. Zhou, Y. The compressive property and brittle-to-ductile transition of Ti3SiC2 ceramics Y. Zhou, Z. Sun // Mat. Res. Innovat. 1999. - Vol. 3.-P. 171-174.

80. Low, I.M. Contact damage accumulation in Ti3SiC2 / I.M. Low, S.K. Lee, B.R. Lawn // J. Am. Ceram. Soc. 1998. - Vol. 81. - P. 225-228.

81. Low, I.M. Vickers contact damage of micro-layered Ti3SiC2 / I.M. Low // J. Eur. Ceram. Soc. 1998. - Vol. 18. - P. 709-713.

82. Li, J. -F. Mechanical properties of polycrystalline Ti3SiC2 at ambient and elevated temperatures / J. -F. Li, at al. // Acta mater. 2001. -Vol.49. - P. 937-945.

83. Radovic, M. Tensile properties of Ti3SiC2 In the 25-1300 °C temperature range / M. Radovic, at al. // Acta mater. 2000. - Vol. 48. - P. 453-459.

84. L. Farber, M.W. Barsoum, A. Zavaliangos, T. El-Raghy, I. Levin Dis-lokcations and stacking faults in Ti3SiC2// J. Am. Ceram. Soc. 1998. -Vol. 8.-№6.-P. 1677-1681.

85. Bialoskorski, J. Mechanical properties of the Ti3SiC2 TiC material / J.Bialoskorski, J. Lis, J. Piekarczyk // Key Eng. Mater. - 1997. -Vol. 132/116.-P. 508-511.

86. Barsoum, M.W. Ti3SiC2: A layered machinable ductile carbide / M.W. Barsoum, T. El-Raghy, M. Radovich // Interceram. 2000. - Vol. 49. -P. 226-233.

87. Crossley, E.H. Ultra-low friction for a layered carbide-derived ceramic, Ti3SiC2, investigated by lateral force microscopy (LFM) / E.H. Crossley, at al. // J. Phys. D. Appl. Phys. 1999. - Vol. 32. - P. 632638.

88. Barsoum, M.W. Dislokations, kink bands and room-temperature plasticity of Ti3SiC2 / M.W. Barsoum, L. Farber, T. El-Raghy // J. Metall. And Mater. Trans. A. 1999. Vol. 30A. - P. 1727-1738.

89. Murugaiah, A. Nanoindentations in Kinking Nonlinear Elastic Solids: doctoral dissertation theses of doctor of philosophy / A. Murugaiah. -Drexel University, USA. 2004. 169 p.

90. Barsoum, M.W. Fully reversible, dislocation-based compressive deformation of Ti3SiC2 to 1 GPa / Barsoum MW, at al. //Nature Mater. -2003.-Vol. 2.-P. 107.

91. Radovic, M. Effect of temperature, strain rate and grain size on the mechanical response of Ti3SiC2 in tension / M.Radovic // J. Acta Mater. -2002. Vol. 50. - P. 1297-1306.

92. Gilbert, CJ. Fatigue-crack growth and fracture properties of coarse and fine-grained Ti3SiC2 / C.J. Gilbert, at al. // Scripta mater. 2000. -Vol. 42.-P. 761-767.

93. Shirato, K. High-temperature cyclic fatigue-crack growth in monolithic Ti3SiC2 ceramics / K. Shirato, at al. // The Minerals, Metals and Materials Society. 2000. - P. 71-75.

94. Zhang, Z.-F. Deformation and fracture behavior of ternary compound Ti3SiC2 at 25-1300°C / Z.-F. Zhang, Z.-M. Sun, H. Hashimoto // J. Mater. Lett. 2003. - Vol. 57. - P. 1295-1299.

95. Zhang, H. Cyclic fatigue crack propagation behavior of Ti3SiC2 synthesized by pulse discharge sintering (PDS) technique / H. Zhang, at al. // Scr. Mater. 2003. - Vol. 49. - P. 87-92.

96. Chen, D. Cyclic Fatigue-Crack Growth and Fracture Properties in Ti3SiC2 Ceramics at Elevated Temperatures / D. Chen, at al. // J. Am. Ceram. Soc. 2001. - Vol.84, № 12. - P. 2914-2920.

97. El-Raghy, T. Effect of grain size on friction and wear behavior of Ti3SiC2 /T. El-Raghy, P. Blau, M. W. Barsoum // J. Wear. 2000. -Vol. 238.-P. 125-130.

98. Finkel, P. Low temperature dependence of the elastic properties of Ti3SiC2 / P. Finkel, M. W. Barsoum, T. El-Raghy // J. of Appl. Phys. -1999. Vol. 85, № 10. - P. 7123-7126.

99. El-Raghy, T. Processing and mechanical properties of Ti3SiC2: II, Effect of grain size and deformation temperature / T. El-Raghy, at al. //J. Am. Ceram. Soc. 1999. - Vol. 82, № 10. - P. 2855-2860.

100. Radovic, M. Tensile creep of fine grained (3-5 fim) Ti3SiC2 in the 1000-1200 °C temperature range / M. Radovic, at al. // Acta mater. -2001.-Vol. 49.-P. 4103-4112.

101. Myhra, S. Ti3SiC2— A layered ceramic exhibiting ultra-low friction / S. Myhra, J.W.B. Summers, E.H. Kisi // J. Mater. Lett. 1999. - Vol. 39.-P. 6-11.

102. Kooi, B.J. Ti3SiC2: A damage tolerant ceramic studied with nanoinden-tations and transmission electron microscopy / B.J. Kooi, at al. // Acta Mater. 2003. - Vol. 51. - P. 2859-2872.

103. Шевченко, В.Я. Механические свойства керамики / В.Я. Шевченко, С.М. Баринов; под ред. Ю.А. Буслаева // Техническая керамика, Гл. 4. М.: Наука. - 1993. - С. 66-80.

104. Gao, N.F. On physical and thermochemical properties of high-purity Ti3SiC2 / N.F. Gao, Y. Miyamoto, D. Zhang // Mater. Lett. 2002. -Vol. 55.-P. 61-66.

105. Barsoum M. W. A Progress Report on Ti3SiC2, Ti3GeC2 and the H-Phases, M2BX / M. W. Barsoum, T. El-Raghy // J. Mater. Synth, and Process. 1997. - Vol. 5. - P. 197-216.

106. Yoo, H.-I. Ti3SiC2 has negligible thermopower / H.-I. Yoo, M. W. Barsoum, T. El-Raghy // J. Nature. 2000. - Vol. 407. - P. 581-582.

107. Barsoum, M.W. Thermal properties of Ti3SiC2 / M.W. Barsoum, at al. //J. ofphys. and chem. of sol. 1999. Vol. 60. - P. 429-439.

108. Ho, J. C. Low temperature heat capacity of Ti3SiC2 / J. С. Ho, at al. // J. of appl. phys. 1999. - Vol. 85, № 11. - P. 7970-7971.

109. Wang, J Y. Ab initio investigation of the electronic structure and bonding properties of the layered ternary compound Ti3SiC2 at high pressure / J Y. Wang, Y С Zhou // J. Phys.: Condens. Matter. 2003. - Vol. 15. -P. 1983-1991.

110. Jordan, J. L. High pressure behavior of titanium-silicon carbide (Ti3SiC2) /J. L. Jordan, at al. // J. Of Appl. Phys. 2003. - Vol. 93, № 12.-P. 9639-9643.

111. Onodera, A. Static compression of Ti3SiC2 to 61 GPa / A. Onodera, at al. // Appl. Phys. Lett. 1999. - Vol. 74, № 25. - P.3782- 3784.

112. Jaworska, L. Preparation of materials based on Ti Si - С system using high temperature - high pressure method / L. Jaworska, at al. // J. Mater. Proc. Tech.-2005.-Vol. 162-163.-P. 184-189.

113. Lis, J. Ceramic nanolaminates based on Ti3SiC2 / J. Lis // Internet Journal of the High Pressure School. 1999. - P. 1-6.

114. Radhakrishnan, R. Synthesis of Ti3SiC2/SiC and TiSi2/SiC composites using displacement reactions in the Ti-Si-C system / R. Radhakrishnan, at al. // Scr. Mater. 1996. - Vol. 34, №12. - P. 1809-1814.

115. Pecz, B. Ti3SiC2 formed in annealed Al/Ti contacts to p-type SiC / B. Pecz, at al. // J. Appl. Surf. Sci. 2003. - Vol. 206. - P. 8-11.

116. Gao, N.F. Joining of Ti3SiC2 with Ti-6A1-4V alloy / N.F. Gao, Y. Miyamoto // J. Mater. Res. 2002. - Vol. 17, № 1. - P. 52-59.

117. Gao, N. F. Investigation on the application of Ti3SiC2 ceramics for biomaterials / N. F. Gao, at al. // J. Of Mater. Sci. let. 2002. - Vol. 21. -P. 783-785.

118. Y. Luo, Effect of composition on properties of alumina/titanium silicon carbide composites / Y. Luo, at al. // J. of the Amer. Ceram. Soc. -2002. Vol. 85, №12. - P.3099-3101.

119. Luo, Y. Fabrication of Al203-Ti3SiC2 composites and mechanical properties evaluation / Y. Luo, at al. //J. Mater. Lett. 2003. Vol. 57. -P. 2509-2514.

120. Luo, Y. Machinable and mechanical properties of sintered A1203-Ti3SiC2 composites / Y. Luo, at al. // J. Of Mater. Sci. 2004. - Vol. 39.-P. 3137-3140.

121. Jaworska, L. Ti3SiC2 as a bonding phase in diamond composites / L. Jaworska, at al. // J. Of Mater. Sci. Let. 2001. - Vol. 20. - P. 17831786.

122. Piskorska, E. Phase and Element Contents of the cBN Based Composites as Estimated by XPS / E. Piskorska, at al. //J. Microchim. Acta. -2004.-Vol. 145.-P. 159-163.

123. Zhang, Y. Cu/Ti3SiC2 composite: a new electrofriction material / Y. Zhang, Z. Sun, Y. Zhou // Mat. Res. Inn. 1999. - Vol. 3. - P. 80-84.

124. Kraus, W. Powder Cell a program for the representation and manipulation of crystal structures and calculation of the X-ray powder patterns / Kraus W., Nolze G. // J. Appl. Cryst. - 1996. - Vol. 29. - P. 301.

125. Корнилов И.М. Титан. Источники, составы, свойства, металлохимия и применение. М.: Наука, 1975. С. 208.

126. El-Raghy Т., Processing and mechanical properties of Ti3SiC2, Part I: reaction path and microstructure evolution / T. El-Raghy, M. W. Bar-soum // J. Amer. Ceram. Soc. 1999. - Vol. 82, Iss. 10. - P. 28492854.

127. Yang, S.L. Reaction in Ti3SiC2 powder synthesis from a Ti Si - TiC powder mixture / S.L. Yang, Z.M. Sun, H. Hashimoto // J. Alloys Compd. -2004. Vol. 368, Iss. 1-2. - P. 312-317.

128. Гурвич, JI.B. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. / Гурвич JI.B., и др. // Справочное изд. В 4-х т. 3-е изд. -М.: Наука.-С. 1978-1982.

129. Li, Н. Preparation and characterization of Ti3SiC2 powder /Н. Li, at al. // Ceram. Intern. 2004. - Vol. 30, Iss. 8. - P. 2289-2294.

130. Шевченко, В.Я. Трещиностойкость / В.Я. Шевченко, C.M. Баринов // Прочность технической керамики / под ред. Ю.А. Буслаева (отв. ред.) М.: Наука, 1996. - С. 41-46.

131. Кормщикова, З.И. Керамические материалы на основе маложелезистых бокситов: дисс. канд. техн. наук.: 05.16.06 / З.И. Кормщикова Сыктывкар, - 2000. - 145 с.

132. Zhang, Н.В. Oxidation behavior of bulk Ti3SiC2 at intermediate temperatures in dry air / H.B. Zhang, at al. // J. Mater. Res. Soc. 2006. -Vol. 21.-P. 402-408.

133. Список публикаций соискателя:

134. А Надуткин, A.B. Образование Ti3SiC2 при высоких давлениях / Надуткин A.B., Щанов М.Ф., Рябков Ю.И., Истомин П.В. // Тезисы докладов Веер, конф. «Химия твердого тела и функциональные материалы». Екатеринбург, 2000. С. 254.

135. А Надуткин, A.B. Синтез карбидных композиционных материалов / Рябков Ю.И., Истомин П.В., Надуткин A.B., Ситников П.А., Грасс В.Э. // Урало-Сибирская научно-практическая конф. Екатеринбург, 2003. - С. 224.

136. А Надуткин, A.B. Синтез Ti3SiC2 с минимальным содержанием примесных фаз / Истомин П.В., Надуткин A.B., Рябков Ю.И. // XVII Тез. докл. Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: Достижения и перспективы химической науки. Казань, 2003. - С. 110.

137. А Надуткин, A.B. Изучение условий получения Ti3SiC2 с низким содержанием примесных фаз / П.В. Истомин, A.B. Надуткин, Ю.И. Рябков, В.Н. Анциферов // Вестник 111 ТУ: Проблемы современных материалов и технологий. Пермь, 2004. - С. 13-23.

138. А Надуткин, Ю.И. Получение и микроструктура керамических композитов на основе Ti3SiC2 / П.В. Истомин, A.B. Надуткин, Ю.И. Рябков // Вестник 11Г1У: Проблемы современных материалов и технологий. Пермь, 2004. -С. 90-103.

139. А Надуткин A.B., Грасс В.Э. Синтез карбосилицида титана и спекание керамических материалов на его основе. Материалы докладов XV Коми респ. молод, научн. конф. (в 2 томах). Том I, Сыктывкар, 2004. С. 87-89.

140. А Надуткин, A.B. Синтез карбосилицида титана с минимальным содержанием примесных фаз / Истомин П.В., Надуткин A.B., Рябков Ю.И. // Сборник тез. докл. Веер, конф.: Химия твердого тела и функциональные материалы. Екатеринбург, 2004. - С. 168.

141. А Надуткин, A.B. Спекание керамических материалов на основе карбосилицида титана / Истомин, П.В. Надуткин A.B., Рябков Ю.И., Швейкин Г.П. // Тезисы докладов Веер, конф.: Химия твердого тела и функциональные материалы. Екатеринбург, 2004. - С. 169.

142. А A.B. Надуткин, Синтез и спекание Ti3SiC2 / Истомин П.В., Надуткин A.B., Рябков Ю.И., Голдин Б.А. // Тезисы докл. V Веер, конф.: Керамика и композиционные материалы. Сыктывкар, 2004. С. 62.

143. А A.B. Надуткин, Синтез и спекание керамических материалов высокотемпературного назначения на основе Ti3SiC2 / Истомин П.В., Надуткин A.B., Рябков Ю.И. // Материалы XVII Симпозиума: Современная химическая физика. Туапсе, 2005. - С. 88-89.

144. А A.B. Надуткин, Получение Ti3SiC2 / Истомин П.В., Надуткин A.B., Рябков Ю.И., Голдин Б.А. // Неорганические материалы. 2006 - Т. 42, № 3. - С. 292-297.

145. А Надуткин A.B. Исследование свойств материалов на основе Ti3SiC2 // Ежегодник Института химии Коми НЦ УрО РАН: 2006. Сыктывкар, 2007.-С. 74-77.

146. А А. В. Надуткин, Керамические композиты на основе Ti3SiC2 для изделий сложной формы / Надуткин А. В., Истомин П. В., Рябков Ю. И., Голдин Б. А., Сметкин А. А., Швейкин Г. П. // Конструкции из композиционных материалов.-2007.-Вып. 1. С. 50-56.