Структура и свойства керамики на основе нитрида кремния с добавками Al2O3-Y2O3 и Al2O3-MgO тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Лукьянова, Ольга Александровна

• Лукьянова, Ольга Александровна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Лукьянова, Ольга Александровна

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1 Перспективы и области применения

1.2 Физические свойства

1.3 Методы получения

1.4 Механические свойства

1.5 Особенности зеренной структуры

1.6 Теплопроводность и диэлектрические свойства

1.7 Постановка задач исследования

ГЛАВА 2 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Получение керамических материалов на основе нитрида кремния методом свободного спекания

2.2 Получение керамических материалов на основе нитрида кремния методом искрового плазменного спекания

2.3 Методики эксперимента

ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК Al2O3-Y2O3 И Al2O3-MgO НА ОСОБЕННОСТИ МИКРОСТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ

3.1 Микроструктура керамических материалов на основе нитрида кремния, полученных свободным спеканием

3.2 Микроструктура керамических материалов на основе нитрида кремния, полученных искровым плазменным спеканием

3.3 Фазовый состав керамических материалов на основе нитрида кремния, полученных свободным спеканием

3.4 Фазовый состав керамических материалов на основе нитрида кремния,

полученных искровым плазменным спеканием

3.5.Выводы по главе 3

ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ Al2O3-Y2O3 И Al2O3-MgO НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ

4.1 Механические свойства керамических материалов на основе нитрида кремния, полученных методом свободного спекания

4.2 Механические свойства керамических материалов на основе нитрида

кремния, полученных методом искрового плазменного спекания

4.3. Упругие свойства полученных керамических материалов

4.4 Анализ распределения напряжений в условиях двуосного сжатия керамического материала на основе нитрида кремния с добавлением Al2O3-Y2O3, полученного методом свободного спекания

4.5 Выводы по главе 4

ГЛАВА 5 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ, ПОЛУЧЕННОГО СВОБОДНЫМ СПЕКАНИЕМ С ДОБАВЛЕНИЕМ Al2O3-Y2O3

5.1 Термостабильность

5.2 Теплоемкость

5.3 Диэлектрические свойства

5.4 Удельное электросопротивление и энергия активации

Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура и свойства керамики на основе нитрида кремния с добавками Al2O3-Y2O3 и Al2O3-MgO»

ВВЕДЕНИЕ

В последние десятилетия объемы производства керамики ежегодно растут на 15-20 % [1]. Возрастающий интерес к производству керамических материалов не случаен и закономерно объясним их преимуществами по сравнению с такими материалами как сталь, титановые или алюминиевые сплавы. Низкий удельный вес и стабильность в широком интервале температур делают керамические материалы превосходной альтернативой обычным конструкционным материалам для многих высокотемпературных применений. К примеру, исследования, направленные на разработку двигателя четвертого поколения подразумевают его изготовление полностью из керамических материалов.

Среди многообразия керамических материалов особый интерес представляет керамика на основе нитрида кремния ввиду удачного сочетания конструкционных и функциональных свойств. Керамические материалы на его основе обладают, в частности, такими полезными свойствами как высокая прочность, твердость, теплопроводность, коррозионная стойкость, износостойкость и низкий коэффициент термического расширения. Кроме того, керамика на основе нитрида кремния имеет такое уникальное функциональное свойство как радиопрозрачность. Формирование в керамике в-сиалона, обеспечивающего малые диэлектрические потери, усиливает это свойство, что открывает перспективы изготовления керамических материалов радиотехнического назначения с приемлемыми значениями характеристик конструкционной прочности и надежности. Благодаря этому данный тип керамики эффективно применяется в области ракетостроения для производства головных частей ракет (носовых конусов), радиопрозрачных окон, антенных обтекателей тактических ракет и ракет противовоздушной обороны [2, 3].

Для производства керамики на основе нитрида кремния используются методы горячего изостатического прессования (ГИП), газового прессования (ГП) и т.д. Необходимо отметить, что широкое использование этих методов в производстве сдерживается высокой себестоимостью получаемых материалов и энергозатратностью из-за низкой технологичности и высокой трудоемкости. Необходимость использования сложной дополнительной оснастки приводит к ограничениям в размерах и форме получаемых заготовок. Одной из ключевых проблем использования ГИП является высокая температура спекания (близкая к температуре активной диссоциации нитрида кремния), что приводит к существенному испарению компонентов, значительной потере массы и высокой пористости.

Альтернативой ГИП является менее энергозатратный метод реакционного спекания, однако полученные с помощью этого метода материалы отличаются высокой пористостью и низкими механическими свойствами. Длительное спекание в атмосфере азота, являющееся другой альтернативой ГИП, в свою очередь, приводит к интенсивному росту зерён, что не позволяет получить материалы со структурой близкой к наноразмерной.

С целью управления структурой полученного материала, а также сокращения рабочего времени цикла в качестве одного из методов получения керамических материалов в настоящей работе было выбрано искровое плазменное спекание (далее- SPS, от англ. «spark plasma sintering^-искровое плазменное спекание).

С технологической точки зрения в рамках производства нитрида кремния спеканием в атмосфере азота особенный интерес представляет удешевление метода за счет снижения времени спекания (далее - свободное спекание).

Актуальность темы

Свойства керамического материала во многом зависят как от метода его получения, так и от типа и количества используемых оксидных добавок. Влияние различных комбинаций и состава добавок на особенности структуры и свойств керамических материалов на основе нитрида кремния достаточно широко представлено в научной литературе. В качестве добавок обычно используются оксиды редкоземельных и щелочноземельных металлов. Недостатком оксидов редкоземельных элементов является их высокая стоимость. Известно [4], что использование оксида иттрия приводит к получению материалов с высокими физико-механическими свойствами сопоставимыми с аналогичными свойствами материалов с добавлением более дорогостоящих оксидов других редкоземельных металлов.

Для формирования сиалонов в качестве добавки используется порошок А1203. Считается, что фазовый состав керамических материалов систем типа Y-Si-Al-O-N эффективно описывается с помощью треугольной призмы Йенеке [5]. Известна так же четырехкомпонентная тетраэдрическая фазовая диаграмма сиалона типа Si-Al-O-N [6]. Выбор оксидных добавок обусловлен рядом объективных факторов, а именно, добавление в состав шихты совокупности порошков А1203^203 приводит к формированию в спеченном материале зернограничной стеклофазы иттрий-алюминиевого граната, добавление Al2O3-MgO приводит к формированию фазы MgSiON [7, 8].

На основе анализа литературы можно резюмировать, что две представленные системы являются наиболее перспективными и популярными в контексте выбора оксидных спекающих добавок. На данный момент вопросы, связанные с влиянием доли оксида алюминия в комплексах добавок типа А1203^203 и Al2O3-MgO на особенности фазообразования, структуры и физических (в том числе механических) свойств керамики на основе нитрида кремния изучены не достаточно детально [9-14].

Таким образом, настоящее диссертационное исследование посвящено

изучению влияния оксидных добавок Al2O3-MgO (здесь и далее 2 мас.% MgO

6

и 6 мас.% Al2O3) и Al2O3-Y2O3 (здесь и далее 6 мас.% Y2O3 и 9 мас.% Al2O3) с повышенным содержанием оксида алюминия (более 5%) и модификации существующих методов получения керамических материалов на основе нитрида кремния.

Особенности структуры и механических свойств керамических материалов на основе нитрида кремния с выбранным комплексом оксидных добавок, полученных методом холодного изостатического прессования с последующим свободным спеканием в атмосфере азота в течение сравнительно небольшого времени, а также полученных методом SPS во многом также остаются неизученными. Рабочая гипотеза выполненного в диссертационной работе исследования заключалась в том, что повышенное содержание оксида алюминия в составе исходной шихты должно привести к формированию твердых растворов замещения (сиалонов) с повышенными физико-механическими свойствами и низкими диэлектрическими потерями.

На основании вышеизложенного была сформулирована цель данной диссертационной работы.

Цель работы - установление влияния способа получения и комплекса оксидных добавок Al2O3-MgO и Al2O3-Y2O3 на структуру, физические и механические свойства, а также фазовый состав керамики на основе нитрида кремния для изготовления изделий радиотехнического назначения.

Для достижения цели в работе были поставлены следующие основные задачи:

1. Рассмотреть влияние метода спекания и добавок Al2O3-MgO и Al2O3-Y2O3 на фазовый состав и структуру (тип фаз, тип кристаллической решетки, параметры элементарной ячейки, размер и форма структурных составляющих) получаемых керамических материалов.

2. Определить влияние метода спекания и добавок Al2O3-MgO и Al2O3-Y2O3 на механические, в том числе упругие свойства получаемых керамических материалов.

3. На основании проведенных исследований предложить эффективный и низкозатратный способ получения изделий радиотехнического назначения на основе нитрида кремния и исследовать диэлектрические и теплофизические свойства полученного материала.

Научная новизна

В диссертационной работе:

1. Установлено, что повышенное содержание оксида алюминия в составе исходной шихты керамического материала на основе нитрида кремния с добавлением Al2O3-Y2O3, полученного методом свободного спекания ввиду интенсификации диффузионных процессов приводит к формированию материала на основе твердого раствора замещения сиалона Si5AlON7, а-нитрида кремния и незначительного количества B-фазы Y2SiAlO5N.

2. Показано, что в узком интервале температур вблизи температуры фазового превращения повышенное содержание оксида алюминия Al2O3-Y2O3 в составе исходной шихты материала, полученного методом SPS, и повышение температуры спекания до 1650 °С способствует улучшению механических свойств вследствие формирования дуплексной структуры за счет интенсификации процессов фазообразования. Установлено, что применение Al2O3-MgO приводит к снижению механических свойств получаемого керамического материала из-за процессов собирательной рекристаллизации и замедления фазового превращения.

3. Предложен способ получения керамики на основе нитрида кремния с добавлением оксидов Al2O3-Y2O3 методом свободного спекания для изготовления изделий радиотехнического назначения. Полученный материал характеризуется низким значением тангенса угла диэлектрических потерь tgö=1,45 10-3.

Практическая значимость работы

Предложен способ получения керамики на основе нитрида кремния методом холодного изостатического прессования с дальнейшим свободным спеканием (заявка № 2016106010 на патент РФ «СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ»). Способ реализуется за счет снижения температуры спекания до 1650 °С и времени спекания до 1 часа, что способствует удешевлению и упрощению технологического процесса изготовления керамических изделий. Полученные в работе экспериментальные результаты могут быть использованы при разработке новых материалов, обладающих специфическими физическими свойствами для изготовления изделий радиотехнического назначения.

Достоверность

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением комплекса современной экспериментальной техники и измерительных приборов; использованием взаимодополняющих экспериментальных методов исследования, воспроизводимостью и непротиворечивостью экспериментальных результатов.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Формирование керамического материала на основе в-сиалона Si5AЮN7 с равноосной зеренной структурой за счет использования добавки А1203^203 и метода свободного спекания при получении керамики на основе нитрида кремния.

2. Метод определения модуля Юнга на основе анализа кривых «нагрузка-глубина вдавливания», полученных при микроиндентировании образцов.

3. Высокая термостабильность фазового состава, кристаллической структуры и диэлектрических свойств керамического материала на основе нитрида кремния, полученного свободным спеканием с добавлением А1203-

Y2O3, обусловленные формированием фазы в-сиалона Si5AЮN7.

9

Связь работы с научными программами и темами

Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке государства в лице Минобрнауки России по Соглашению № 14.577.21.0111 от 22 сентября 2014 г. Уникальный идентификатор прикладных научных исследований RFMEFI57714X0111.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на российских и международных конференциях, таких как:

1. 21stAnnual International Conference on Composites or Nano Engineering, Tenerife, Spain, 21-27.07. 2013 г.;

2. Nanocon 2013, Brno, Czech Republic, 16 - 18.10. 2013 г.;

3. Nanocon 2014, Brno, Czech Republic, 05 - 07.11. 2014 г.;

4. International conference Nanomaterials: Application and Properties, Львов, Украина 16 - 23.09. 2015 г.;

rd

5. 3 International research and practice conference Nanotechnology and nanomaterials NAN0-2015, г. Львов, Украина 26.08 - 29.08, 2015 г.;

6. Пятая Международная научная конференция «Химическая термодинамика и кинетика», г. Великий Новгород, РФ, 25 - 29.05. 2015 г.;

7. VI Международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов», г. Москва, РФ, 10 - 13.11 2015 г.;

8. XVI Международная научно-техническая Уральская школа-семинар металловедов - молодых ученых, г. Екатеринбург, РФ, 7 - 11.12. 2015 г.;

9. XII Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов «Физикохимия и технология неорганических материалов», г. Москва, РФ, 13 - 16.10. 2015 г.;

10. XIX Международная конференция «Физика прочности и пластичности материалов», г. Самара, РФ, 08 - 11.07. 2015 г.;

11. 5-й Международный симпозиум «Объемные наноструктурные материалы: от науки к инновациям» BNM-2015 г. Уфа, РФ, 26 - 28.09. 2015 г.;

12. II международная конференция, посвященная памяти профессора А.Н. Никитина, «Структура и свойства материалов», г. Тула, РФ, 11 - 14.11. 2013 г.;

13. Всероссийская молодежная научная конференция «Инновации в материаловедении», Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, г. Москва, РФ, 03 - 05.06. 2013 г.,

14. 51-я международная научная студенческая конференции «Студент и научно-технический прогресс»: Новые материалы и технологии, г. Новосибирск, РФ, 12 - 18.04. 2013 г.;

15. III Всероссийская молодёжная конференция с элементами научной школы «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», г. Москва, РФ, 28.05. - 01.06. 2012 г.;

16. Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах, г. Воронеж, РФ, 10 - 13. 11. 2015 г.;

17. VIII Международной конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений» (MPFP-2016), г. Тамбов, РФ, 27.06. - 01.07. 2016 г.;

18. LVII Международная конференция «Актуальные проблемы прочности», г. Севастополь, РФ, 24 - 27.05. 2016.

19. VI Всероссийская конференция по наноматериалам с элементами научной школы для молодежи. Москва. 22 - 25.11. 2016 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе 9 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад

Все приведенные в диссертационном исследовании результаты были получены автором лично, либо при его непосредственном участии под руководством научного руководителя В.В. Красильникова. Личный вклад соискателя состоит в получении и анализе результатов работы, в совместной с научным руководителем постановке целей и задач исследования, подготовке и написании научных статей и представлении докладов на научных конференциях.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов, выводов и списка литературы из 123 наименований. Работа изложена на 134 страницах, содержит 42 рисунка и 20 таблиц.

Благодарность

Автор диссертации выражает глубокую благодарность научному руководителю д.ф.-м.н. В.В. Красильникову. За конструктивную критику, ценные замечания и обсуждения автор выражает признательность руководителю Центра коллективного пользования «Диагностика структуры и свойств наноматериалов» НИУ БелГУ д.ф.-м.н. Иванову О.Н., профессору кафедры общей и прикладной физики НИУ БелГУ д.ф.-м.н. Внукову И.Е., д.ф.-м.н., в.н.с. Лаборатории механических свойств наноструктурных и жаропрочных материалов НИУ БелГУ Белякову А.Н. и профессору кафедры общей и прикладной физики НИУ БелГУ д.ф.-м.н. Захвалинскому В.С.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1 Перспективы и области применения

Основополагающие работы, посвященные описанию процессов получения технической керамики, среди отечественных ученых были сделаны представителями выдающейся советской керамической научной школы, Гузманом И.Я. [15, 16], Балкевичем В.Л. [17], Лукиным Е.С. [18,19]. Некоторые аспекты особенностей получения керамики на основе нитрида кремния обсуждались Хэмширом С. [20], Клеммом Х. [21] и другими авторами [14, 11, 22]. На протяжении последних десятилетий число работ, посвященных получению керамических материалов на основе нитрида кремния и изучению их свойств, постоянно растет [23]. На данный момент по числу публикаций научных конференций и симпозиумов в рамках исследования керамических материалов нитрид кремния по праву занимает лидирующую позицию [24]. Во всем мире внимание ученых и исследователей в области порошковой металлургии, а также индустрии керамического производства прочно приковано к данному типу керамики. Нитрид кремния по праву считается одним из самых популярных керамических материалов в областях, связанных с высокотемпературным применением [23]. Это объясняется удачным сочетанием свойств данного типа керамики, а именно - высоким сопротивлением тепловым ударам и коррозии [24], высокой стабильностью и вязкостью разрушения, низким коэффициентом теплового расширения (КТР), умеренной теплопроводностью [25]. Такой комплекс характеристик позволяет использовать данный вид керамики в процессе изготовления деталей машин,

работающих в экстремальных условиях при крайне высоких нагрузках и температурах [23].

Поэтому в настоящее время нитрид кремния является одним из наиболее востребованных и перспективных безоксидных материалов. Диапазон применения нитридокремниевой керамики чрезвычайно широк и включает в себя такие отрасли как машиностроение, двигателестроение, атомную, химическую и пищевую промышленность, а также металлургию

[23].

В двигателестроении на основе данного типа керамики активно разрабатываются элементы и узлы горячей зоны газотурбинных двигателей для авиакосмической техники, наземного транспорта, сопловые и рабочие лопатки, диски турбины, кольцевые элементы соплового аппарата, надроторные уплотнения, камеры сгорания, стабилизаторы горения и каталитические воспламенители форсажной камеры. Для двигателей внутреннего сгорания из нитрида кремния изготавливают накладки на поршень, плиты головок, выхлопные каналы и толкатели клапанов [22, 26].

Керамика на основе нитрида кремния широко применяется в атомной и химической промышленности, а также металлургии для производства тиглей, хлороводов, термопарных чехлов, литников, пробок, труб, используемых в процессе производства металлов, футеровочных плит для изоляции печей и других теплонагруженных агрегатов, клапанов, сопел, уплотнительных колец, прокладок для насосов, трубопроводов, работающих, в том числе, в агрессивных средах [22].

В машиностроении из нитрида кремния получают такие износостойкие

элементы оборудования текстильной промышленности, как нитеводители,

глазки, втулки, кольца, пластины, износостойкие элементы подшипников,

рабочие пластины режущих инструментов [22]. Нитрид кремния успешно

применяется для получения деталей газосварочных аппаратов с высокими

изолирующими свойствами и высокой устойчивостью к окислению и

14

перепадам температур. С функциональной точки зрения при использовании деталей из данного типа керамики исчезает необходимость в изолирующей втулке, упрощается конструкция держателя, увеличивается ресурс работы оборудования. В области электротехники и радиотехники из нитрида кремния выполняют электроизоляторы и термисторы. Данный тип керамики широко применяется для производства шариков для размола [22].

1.2 Физические свойства

Нитрид кремния является единственным стабильным соединением кремния с азотом. Данное соединение характеризуется ковалентными связями. На сегодняшний день известны а и в формы нитрида кремния. Однако в 1999 году Зэрру и др. при одновременном воздействии высокого давления и температуры удалось синтезировать у модификацию нитрида кремния [27]. а и в модификации относятся к тригональной сингонии и гексагональной, соответственно, в то время как у^3К4 имеет кубический тип решетки.

Полиморфное превращение нитрида кремния начинается при 1600 °С. Более интенсивное полиморфное превращение нитрида кремния протекает в диапазоне температур 1700-1800 °С [28].

Физические характеристики керамики на основе нитрида кремния непосредственно зависят от метода получения материала. Некоторые физические свойства (теплопроводность, электросопротивление и теплоемкость) нитрида кремния представлены в Таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Физические свойства керамики на основе нитрида кремния [28]

Т, °с X, Вт/(мК) КТР,10-6 К -1 р, Ом м с, Дж/(гК)

20-500 30-40 2,1-2,6 107-1012 0,7 (25 °С)

20-1000 2,6-3,7 0,76(100 °С)

500-1000 3,2-4,3 1,05 (500 °С)

1.3 Методы получения

Очевидным и бесспорным является широкий спектр потенциальных перспектив использования керамики на основе нитрида кремния в качестве альтернативы другим конструкционным материалам. Так, к примеру, сравнительный анализ физических свойств нитрида кремния, полученного методом ГИП [29] с показателями стали марки 08Х18М10 [30], свидетельствует о значительных преимуществах керамики. А именно, предел прочности на изгиб и сжатие для керамики на основе нитрида кремния почти втрое выше (предел прочности на изгиб 700 МПа и предел прочности на сжатие 1400 МПа), чем для рассматриваемой стали (предел прочности на изгиб 190 МПа и предел прочности на сжатие 460 МПа). В то же время, твердость исследуемой керамики по шкале Виккерса вдвое выше (1700 НУ), чем аналогичный показатель для стали (850 НУ). Значительно более высокая термостабильность керамики (температура размягчения 1500 °С) способствует возможности более длительной и эффективной эксплуатации при высоких температурах (для стали температура размягчения составляет 550 °С). Немаловажным фактором является и низкий удельный вес керамики на основе нитрида кремния (плотность нитрида кремния 3,3 г/см3, плотность стали 8,8 г/см ). Устойчивость к воздействию широкого диапазона кислот (H2SO4, ОТ) и щелочей (КаОН) свидетельствует о возможности эксплуатации данного типа керамики в агрессивных средах.

Однако же, к сожалению, все керамические материалы имеют существенный недостаток - хрупкость [31]. Вторым негативным фактором характерным для керамических материалов является пористость. Очевидно, что, чем ниже пористость и выше плотность керамики тем, соответственно, выше ее прочностные характеристики. Таким образом, все попытки разработки технологии получения керамических материалов должны быть,

непременно, направлены на устранение хрупкости и пористости.

Для получения материала с однородной мелкозернистой структурой, высокой трещиностойкостью и микротвердостью осуществляется допирование нитрида кремния порошками оксидов [32].

На сегодняшний день в порошковой металлургии и технологии производства керамических материалов на основе нитрида кремния открыто стоят два вопроса: разработка альтернативных экономически приемлемых методов получения керамики, и повышение свойств и характеристик керамики данного типа (получение плотных высокопрочных изделий с заданными свойствами). Одним из наиболее важных моментов технологического процесса является выбор режима прессования. Наиболее популярными методами компактирования на сегодняшний день являются холодное статическое прессование (ХСП) и холодное изостатическое прессование (ХИП). Некоторые методы изготовления керамики на основе нитрида кремния реализуются за счет одновременного совмещения процессов формования и спекания. К таким методам можно отнести, к примеру, ГИП и SPS [33].

Для изготовления деталей небольшого размера и относительно простой

формы широко используется метод ГИП [34]. Материал, полученный

методами ГИП и SPS, отличается высокими прочностными свойствами. К

недостаткам этих двух методов можно отнести колоссально высокие затраты

на производство, а также невозможность получения изделий сложной формы

и большого размера, что является крайне негативным фактором с точки

зрения промышленного производства. Известно, что ГИП является априорно

значительно более дорогостоящим, нежели метод холодного изостатического

прессования вкупе со свободным спеканием. Проведем сравнительный

экономический анализ двух рассматриваемых технологий. К примеру, можно

отметить, что цена самого оборудования для ГИП на порядок выше, нежели

для ХИП и кратковременного свободного спекания. В частности, цена

газостата, приобретенного одной из крупнейших фирм СНГ по производству

17

газовых турбин, составила порядка 280 млн. рублей [35], в другом источнике

[36] стоимость газостата оценивается в 350 млн. рублей, в то время как цена

пресса для компактирования методом ХИП составляет около 5 млн. рублей.

Закономерно, что эксплуатация в процессе ГИП более дорогостоящего

оборудования вкупе с необходимостью использования высоких температур

и, как следствие, больших энергетических затрат на производство будет

значительно более затратной с материальной точки зрения. Так, стоимость

одного цикла ГИП с применением пресса марки SO 12200 фирмы EPSI

(Бельгия) варьируется в диапазоне 120-130 тыс. рублей [37]. Немаловажным

фактором является также размер рабочей области пресса. Так, на

официальном сайте крупнейшего мирового поставщика оборудования

Бельгийской фирмы EPSI указано, что диаметр рабочей области

производственного пресса ХИП составляет порядка 1750 мм, в то время как

горячая область пресса ГИП составляет около 50-200 мм (ввиду крайне

высокой цены крупных промышленных газостатов на практике в

производстве используются, так называемые, прессы среднего размера) [38].

В связи с указанными размерами рабочей области, очевидно, что методом

ХИП можно получать детали большего размера, что является чрезвычайно

важным фактором для производства. Еще одним определяющим моментом

является возможность использования в процессе ХИП графитовых, а также

силиконовых пресс-форм разнообразной конфигурации, что позволяет

получать изделия сложной формы [39]. ХИП обычно применяется для

предварительной формовки порошковых материалов перед дальнейшим

спеканием или горячей изостатической обработкой. ХИП бывает двух типов:

жидкостное изостатическое прессование и сухое изостатическое

прессование. При жидкостном прессовании сосуд высокого давления

заполняется жидкостью, и резиновая оболочка с порошком помещается в

жидкость. При сухом изостатическом прессовании, в качестве оболочки

выступает непосредственно сам сосуд высокого давления. Данный тип

18

прессования применяется для получения деталей несложной формы и небольших размеров.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лукьянова, Ольга Александровна, 2017 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Третьяков Ю.Д. Керамика в настоящем прошлом и будущем / Третьяков Ю.Д. // Соросовский образовательный журнал. - 1998. - № 6. - 53-59 с.

2 Krichkovskaya, L.V. Study of burn action emulsion cosmetic product / L.V. Krichkovskaya, V.S. Marchenko, A.P. Belinskaya // Visnyk NTU «KhPI», - 2014. - vol. 28. - p. 1071.

3 Курская И.Н., Рудыкина В.Н., Келина И.Ю., Шаталин А.С., Шеянов В.Ю., Шамшетдинов К.Б., Ганичев А.И. Способ получения оболочки антенного обтекателя из реакционно-связанного нитрида кремния // Патент Российской Федерации № 2453520. 2012, Бюл. № 17. - 8 с.

4 Cecilia C. Guedes-Silva, Flavio Machado de Souza Carvalho, José Carlos Bressiani Effect of rare-earth oxides on properties of silicon nitride obtained by normal sintering and sinter-HIP Journal of Rare Earths Volume 30, Issue 11, November 2012, Pages 1177-1183

5 K. H. Jack, Alloying / K. H. Jack, J. L. Walter, M. R. Jackson, C. T. Sims, ASM International: Metals Park, OH,- 1991. - vol. 3. - № 2 - p. 447. 1988; p 447.

6 G.Z. Cao, a'-Sialon Ceramics: A Review R. / G.Z. Cao, R. Metselaar // Chem. Mater.,- 1991. - vol. 3. - № 2 - p. 243-252.

7 T. Matsumoto, Computations, Glassy Materials, Microgravity and NonDestructive Testing/ T. Matsumoto, M. Sakai // Elseiver,- 1993.- p.p. 744.

8 Peng, G. Spark Plasma Sintered Silicon Nitride Ceramics with High Thermal Conductivity Using MgSiN2 as Additives / G. Peng, M. Liang, Z. Liang, Q. Li // J. Am. Ceram. Soc., - 2009. - vol. 92. - № 9. - p. 2122-2124.

9 Lu, H. Effect of Y2O3 and Yb2O3 on the microstructure and mechanical properties of silicon nitride / H. Lu, J. Huang // Ceramics International, - 2001. -vol. 27. - p. 621-628.

10 Greene, R.B. Fatigue Crack Growth Behavior of Silicon Nitride: Roles of Grain Aspect Ratio and Intergranular Film Composition / R.B. Greene, S. Funfschilling, T. Fett, M.J. Hoffmann, J.J. Kruzic // J. Am. Ceram. Soc, - 2013. - vol. 1. - p. 259-265.

11 Rhee, S. Effect of a-Si3N4 initial powder size on the microstructural evolution and phase transformation during sintering of Si3N4 ceramics / S. Rhee, J. Lee, D. Kim //Journal of the European Ceramic Society,- 2000. - vol. 20. - p. 1787-1794.

12 Wasanapiarnpong, T. Effect of post-sintering heat-treatment on thermal and mechanical properties of Si3N4 ceramics sintered with different additives / T. Wasanapiarnpong, S. Wada, M. Imai, T. Yano // Journal of the European Ceramic Society, - 2006. - vol. 26. - p. 3467-3475.

13 Nishimura, T. Fabrication of silicon nitride nanoceramics - Powder preparation and sintering: A review / T. Nishimura, X. Xu, K. Kimoto, N. Hirosaki, H. Tanaka // Science and Technology of Advanced Materials, - 2007. - vol. 8. - p. 635-643.

14 Bocanegra-Bernal, M. Dense and near-net-shape fabrication of Si3N4 ceramics /M.Bocanegra-Bernal, B.Matovic // Materials Science and Engineering: A,- 2009. - vol. 500. - № 1-2 - p. 130-149.

15 Н.Т. Андрианов, А.В. Беляков, А.С. Власов, И.Я. Гузман, Е.С. Лукин, М.А. Мальков, Ю.М. Мосин, Б.С. Скидан. — Под ред. И.Я. Гузмана. Учебное пособие. — М.: 2004. — 195 с

16 Гузман И.Я. Реакционное спекание и его использование в технологии керамики и огнеупоров Учеб. пособие для вузов. — М.: Стройматериалы, 2003. — 496 с

17 Балкевич, В.Л. Техническая керамика / В.Л. Балкевич // Стройиздат -1984. - 256 с.

18 Лукин Е.С. Modern high-density oxide ceramics with the controlled microstructure. pt.1. oxide powder aggregation effect on the ceramics sintering and microstructure Огнеупоры и техническая керамика. 1996. № 1. С. 5-14.

19 Zhuravleva N.V., Lukin E.S. Silicon nitride base ceramics Огнеупоры и техническая керамика. 1993. № 1. С. 6-12.

20 Hampshire, S. SiAlON Glasses, their Properties and Crystallisation / Hampshire, S. // Key Engineering Materials. - 2003. - 237. - p. 239-246.

21 Klemm, H. Silicon Nitride for High-Temperature Applications / H. Klemm // J. Am. Ceram. Soc., - 2010. - vol. 93.-№ 6.- p. 1501-1522.

22 Матренин, С.В. Техническая керамика. Учебное пособие. / С.В. Матренин,

А.И. Слосман // Т.: Изд-во ТПУ, - 2004. - 75 с.

121

23 Melendez-Marti nez J. Creep of silicon nitride / J. Melendez-Marti nez A. Domi nguez-Rodri guez// Progress in Materials Science, - 2004. - vol. 49. - p. 19107.

24 Nishimura, T. Fabrication of silicon nitride nanoceramics - Powder preparation and sintering: A review / T. Nishimura, X. Xu, K. Kimoto, N. Hirosaki, H. Tanaka // Science and Technology of Advanced Materials, - 2007. - vol. 8. - p. 635-643.

25 Rilley, F.L. Silicon nitride ceramics and related materials / F.L. Rilley // J. Am. ceramic Soc., - 2000. - vol. 83. - p. 245-265.

26 Berroth, K. Silicon nitride ceramics for product and process innovations / K. Berroth // Adv. Sci. Tech., - 2005. - vol. 65. - p. 70-77.

27 A. Zerr, G. Miehe, G. Serghiou, M. Schwarz, E. Kroke, R. Riedel, H. FueB, P. Kroll, R. Boehler, Synthesis of cubic silicon nitride, Nature 400, 340-342

28 Munz, D. Ceramics: mechanical properties, failure behavior, materials selection / D. Munz, T. Fett // Springer, - 1999. - p. 298.

29 Berroth, K. Siliconre nitride for foundary application / Berroth K., Prescher T., Schubert J. // 3 rd Drache-Seminar Casting Techniques, May 09-11.

30 Зубченко, А.С. Марочник сталей и сплавов 2-е издание доп. и испр. / А.С. Зубченко // М.: Машиностроение, - 2003. - 784 с.

31 Балкевич, В.Л. Техническая керамика / В.Л. Балкевич // Стройиздат -1984. - 256 с.

32 Kerkwijk, B. Zirconia-Alumina Ceramic Composites with Extremely High Wear Resistance / B. Kerkwijk, E. Mulder, H. Verweij // Advanced Engineering Materials, - 1999. - vol. 1. - № 1. - p. 69-71.

33 Андриевский, Р.А. Нитрид кремния - синтез и свойства / Р.А. Андриевский // Успехи химии, - 1995. - том 64. - № 4. - 311-329 с.

34 Bocanegra-Bernal, M. Dense and near-net-shape fabrication of Si3N4 ceramics / M. Bocanegra-Bernal, B. Matovic // Materials Science and Engineering: A, -2009. - vol. 500. - № 1-2 - p. 130-149.

35 http://aviakvitok.kiev.ua/rus/news-read/6458

36 http://www.proatom.ru/files/as24 20 36.pdf

37 http://www.salut.ru/ViewTopic.php?Id=755

38 http://epsi-highpressure.com/ru/products/hot-isostatic-presses/

39 http://www.ruscastings.ru/files/file406.pdf

40 Vanmeensel, K. Spark Plasma Sintering of Nanometer Size Composites ZrO2-Al203-TiC0.5N0.5 / K. Vanmeensel, S.Y. Kandukuri, J. Hennicke, G. Anne, D. Jiang // EMRS, September 6-10, 2004, Poland.

41 Basu, B. Development of Nanocrystalline Wear-Resistant Y-TZP Ceramics / B. Basu, J.H. Lee, D.-Y. Kim // Journal of the American Ceramic Society, - 2004. -vol. 87. - № 9. - p. 1771- 1774.

42 Klemm, H. Silicon Nitride for High-Temperature Applications / H. Klemm // J. Am. Ceram. Soc., - 2010. - vol. 93. - № 6. - p. 1501-1522.

43 http://www.SYalons.com/resources/advanced-ceramic-articles-and-guides/guide-to-types-of-silicon-nitride-ceramics/

44 Hirao K., Processing Strategy for Producing Highly Anisotropic Silicon Nitride / K. Hirao, M. Ohashi, M. Brito, S. Kanzaki // J. Am. Ceram. Soc., - 1995. - vol. 78. - p. 1687-90.

45 Rutkowski, P. The influence of the grapheme additive on mechanical properties andwearofhot-pressed Si3N4 matrix composites / P. Rutkowski, L. Stobierski, D. Zientara, L. Jaworska, P. Klimczyk, M. Urbanik // J. Eur. Ceram. Soc., - 2015. -vol. 35. - № 1. - p. 87-94.

46 Yao, D. The effect off a fabrication parameters on the mechanical properties of sintered reaction bonded porous Si3N4 ceramics / D. Yao, Y. Xia, K. Zuo, D. Jiang, J. Günster, Y. Zeng, J. Heinrich // J. Eur. Ceram. Soc., - 2014. - vol. 34. -№ 15. - p. 3461-3467.

47 Tatarko, P. Characterization of rare-earth doped Si3N4/SiC micro/nanocomposites / P. Tatarko, S. Lojanova, J. Dusza, P. Sajgalik // Processing and Application of Ceramics, - 2010. - vol. 4. - № 1. - p. 25-32.

48 Gogotsi, George A. Fracture toughness of ceramics and ceramic composites / George A. Gogotsi // Ceramics International, - 2003. - vol. 29. - p. 777-784.

49 Quinn, G.D. On the Vickers indentation fracture toughness test / G.D. Quinn, R.C. Bradt // J. Am. Ceram. Soc., - 2007. - vol. 90. - № 3. - p. 673-680.

50 Peng, H. Spark Plasma Sintering of Si3N4-Based Ceramics -Sintering

mechanism-Tailoring microstructure-Evaluating proper: Doctoral Dissertation: S-

124

10691 / H. Peng // Department of Inorganic Chemistry Stockholm University, -Stockholm Sweden, 2004.

51 Kramer, M. Grain growth kinetics of Si3N 4 during a/p transformation / M. Kramer, M. J. Hofmann, G. Petzow // Acta metal. mater., - 1993. - vol. 41. - p. 2939-2947.

52 Demir, V. Vacuum heat treatment of MgO-densified pressureless sintered silicon nitride ceramics / V. Demir, D.P. Thompson // Materials Science Forum, -2007. - vol. 554. - p. 107-112.

53 Demir, V. Vacuum heat-treatment of MgO-densified silicon nitride ceramics and their compatibility with molten aluminium and copper / V. Demir, A. Demir // Ceramics International, - 2011. - vol. 37. - p. 985-988.

54 Rawley, B. Fatigue Crack Growth Behavior of Silicon Nitride: Roles of Grain Aspect Ratio and Intergranular Film Composition / B. Rawley, S. Fünfschilling, T. Fett, M. Hoffmann, J. Kruzic // J. Journal of the American Ceramic Society, -2013. - vol. 96. - p. 259-265.

55 Hoffmann, M.J. Relationship between microstructure and mechanical properties of silicon nitride ceramics / M.J. Hoffmann // Pure &App. Chem, - 1995. - vol. 67. - p. 939-946.

56 Xiea, R. Microstructure and mechanical properties of superplastically deformed silicon nitride-silicon oxynitride in situ composites / R. Xiea, M. Mitomoa, F. Xu, G-D. Zhan, Y. Bando, Y. Akimune // Journal of the European Ceramic Society, -2002. - vol. 22. - p. 963-971.

57 Täffner, U. Preparation and Microstructural Analysis of High-Performance Ceramics / U. Täffner, V. Carle, U. Schäfer, M.J. Hoffmann // ASM Handbook Metallography and Microstructures, ASM International, - 2004. - vol. 9. - p. 1057-1066.

58 Bal, B.S. Orthopedic Applications of Silicon Nitride Ceramics / B.S. Bal, M. Rahaman // Acta biomaterialia, - 2012. - vol. 8. - p. 2889-2898.

59 Мельникова, В.А. Микроструктура твердых растворов в системе Si3N4-Al2O3 / В.А. Мельникова // Фазовые переходы, упорядоченные состояния и новые материалы, - 2009. - 1-4 с.

60 M. Jansen High Performance Non-Oxide Ceramics II Volume 102 2002

61 Haggerty, J.S. Opportunity for the enchasing the thermal conductivity of SiC and Si3N4 ceramics through Improved Processing Ceram / J.S. Haggerty, A. Lightfoot // Eng. Sci. Proc., - 1995. - vol. 16. - p. 475-487.

62 Hirosaki, N. Thermal Conductivity of Gas-Pressure-Sintered Silicon Nitride / N. Hirosaki, Y. Okamoto, M. Ando, F. Munakata, Y. Akimune // J. Am. Ceram. Soc., - 1996. - vol. 79. - p. 2878-2882.

63 Hirao, K. High Thermal Conductivity in Silicon Nitride with Anisotropie Microstructure / K. Hirao, K. Watari, M.E. Brito, M. Toriyama, S. Kanzaki // J. Am. Ceram. Soc., - 1996. - vol. 79. - p. 2485-2488.

64 Zhou, Y. A Tough Silicon Nitride Ceramic with High Thermal Conductivity / Y. Zhou, H. Hyuga, D. Kusano, Y. Yoshizawa, K. Hirao // Adv. Mater., - 2011. -vol. 23. - p. 4563-4567.

65 Okamoto, Y. Effect of sintering additive composition on the thermal conductivity of silicon nitride / Y. Okamoto, N. Hirosaki, M. Ando, F. Munakata, Y. Akimune // J. Mater. Res., - 1998. - vol. 13. - p. 3473-3477.

66 Hayashi, H. MgSiN2 Addition as a Means of Increasing the Thermal Conductivity of b-Silicon Nitride / H. Hayashi, K. Hirao, M. Toriyama, S. Kanzaki, K. Itatani // J. Am. Ceram. Soc., - 2001. - vol. 84. - p. 3060-3062.

67 Wang, H. Preparation and properties of pressureless-sintered porous Si3N4 / H. Wang, J. Yu, Zhang J., Zhang D. // J. Mater. Sci., - 2010. - vol. 45. - p. 36713676.

68 Park, M.K. Effect of Microstructure on Dielectric Properties of Si3N4 at Microwave Frequency / M.K. Park, H.N. Kim, K.S. Lee, S.S. Baek, E.S. Kang, Y.K. Baek, D.K. Kim // Key Eng. Mater., - 2005. - vol. 287. - p. 247-252.

69 Ohno, H. Electrical properties of silicon nitride / H. Ohno, Y. Katano // Mater. Sci. Forum, - 1989. - vol. 47. - p. 215-227.

70 Clarke, D.R. High-Temperature Environmental Strength Degradation of a Hot-Pressed Silicon Nitride: An Experimental Test / D.R. Clarke // J. Am. Ceram. Soc., - 1983. - vol. 66. - p. 156-158.

71 Clarke, D.R. Microstructure of YO Fluxed Hot-Pressed Silicon Nitride / D.R. Clarke, G. Thomas // J. Am. Ceram. Soc., - 1978. - vol. 61. - p. 114-118.

73 Clarke, D.R. The Intergranular Phase in Hot-Pressed Silicon Nitride: 11. Evidence for Phase Separation and Crystallization / D.R. Clarke, N.J. Zaluzec, R.W. Carpenter // J. Am. Ceram. Soc., - 1981. - vol. 64. - p. 608-611.

127

74 Watari, K. Temperature Dependence of Thermal Coefficients for HIPped Silicon nitride / K. Watari, Y. Seki, K. Ishizaki // J. Ceram. Soc. Japan, - 1989. -vol. 97. - p. 174-181.

75 Ding, S. Oxidation bonding of porous silicon nitride ceramics with high strength and low dielectric constant / S. Ding, Y.-P. Zeng, D. // Jiang, Mater. Lett., - 2007. - vol. 61. -p. 2277-2280.

76 Barta, J. Si3N4 and Si2N20 for High Performance Radomes / J. Barta, M. Manela, R. Fischer // Mater. Sci. Eng., - 1985. - vol. 71. - p. 265-272.

77 Terwilliger, G.R. Hot-Pressing Behavior of Si3N4 / G.R. Terwilliger, F.F. Lange // J. Am. Ceram. Soc., - 1974. - vol. 57. - vol. 25-29.

78 Messier, D.L. Ceramics for High-Performance Applications / D.L. Messier, P. Wong, in:, H.L. Bassett, J.M. Newton (Eds.) // Proc. 13th Sympsoium Electromagn. Wind., Georgia Institute of Technology, Atlanta, - 1976. - p. 3-8.

79 Han, G. Processing and performance of 2D fused-silica fiber reinforced porous Si3N4 matrix composites / G. Han, L. Zhang, L. Cheng // J. Univ. Sci. Technol. Beijing, Miner. Metall. Mater., - 2008. - vol. 15. - p. 58-61.

80 Suzdal'tsev, E.I. Analysis of existing radioparent refractory materials, composites and technology for creating high-speed rocket radomes. Part 1. Analysis of the level of property indices and limiting possibilities of radioparent inorganic refractory materials / E.I. Suzdal'tsev, D. V. Kharitonov, A.A. Anashkina // Refract. Ind. Ceram., - 2010. - vol. 51. - p. 202-205.

81 ShuQin, L. Mechanical and dielectric properties of porous Si2N2O-Si3N4 in situ composites / L. ShuQin, P. YuChen, Y. ChangQing, L. JiaLu // Ceram. Int., -2009. - vol. 35. - p. 1851-1854.

82 Miyazaki, H. Effect of crystallization of intergranular glassy phases on the dielectric properties of silicon nitride ceramics / H. Miyazaki, Y.-I. Yoshizawa, K. Hirao // Mater. Sci. Eng. B, - 2008. - vol. 148. - p. 257-260.

83 Ziegler G., Review Relationships between processing, microstructure and properties of dense and reaction-bonded silicon nitride / G. Ziegler, J. Heinrich, G. Wotting // Journal of Materials Science, - 1987. - vol. 22. - № 9. -p. 3041-3086. 76 84 http ://www.azom.com/article. aspx?ArticleID=7 7

85 Belmonte, M. Spark plasma sintering: A powerful tool to develop new silicon nitride-based materials / M. Belmonte, J. González-Julián, P. Miranzo, M.I. Osendi // Journal of the European Ceramic Society, - 2010. - vol. 30. - p. 2937-2946.

86 Li, J. Low Temperature Sintering of Silicon Nitride Ceramics by Spark Plasma Sintering Technique / J. Li, J. Niu, F. Chen // Journal of the Chinese Ceramic Society, - 2011. - vol. 39. - № 2. - p. 247-250.

87 Sarin,V. Comprehensive Hard Materials // - 2014. - vol. 1-3. - p. 1806.

88 Kingery, W. D. Densification during sintering in the presence of a liquid phase / Kingery W. D., M. D. Narasimhan // Journal of Applied Physics, - 1959. - vol. 30. - p. 273.

89 Dolekcekic E., Influence of amount of nitrogen on crystallisation of Y-sialon glasses: in-situ XRD analysis / Dolekcekic E., M. J. Pomeroy, Hampshire S. // Key Engineering Materials, - 2005. - vol. 287. - p. 293-298.

90 Coble, R. L. Diffusion Models for Hot Pressing with Surface Energy and Pressure Effects as Driving Forces // Journal of Applied Physics, - 1970. - vol. 41. - p. 4798.

91 Brook, R. J. Ceramic microstructures: the art of the possible / Brook, R. J. // Materials Science Research, - 1987. - vol. 21. - p. 15-24.

92 Bowen, L. J., Mechanisms of densification during the pressure sintering of alpha-silicon nitride / Bowen, L. J., Weston, R. J., Carruthers, T. G., Brook, R. // J. Ceramurgia International, - 1976. - vol. 2. - p. 179-176.

93 Yan, F. Spark Plasma Sintering of a-Si3N4 Ceramics with MgO-Al2O3 as Sintering Additives / F. Yan, F. Chen, Q. Shen, L. Zhang // Key Engineering Materials, - 2007. - vol. 351. - p. 176-179.

94 Li, J. Low Temperature Sintering of Silicon Nitride Ceramics by Spark Plasma Sintering Technique / J. Li, J. Niu, F. Chen // Journal of the Chinese Ceramic Society, - 2011. - vol. 39. - № 2. - p. 247-250.

95 Zhu, X.W. Processing and Properties of Sintered Reaction-Bonded Silicon Nitride with Y2O3-MgSiN2: Effect of Si Powder and Li2O Addition / X.W. Zhu, Y. Sakka, Y. Zhou, K. Hirao // Acta Mater., - 2007. - vol. 55. - № 16. - p. 558191.

96 Номоев, А.В. Сверхмикротвердость керамики на основе нанодисперсных порошков оксида алюминия с добавками нанопорошков оксидов магния и кремния / А.В. Номоев // Письма в ЖТФ, - 2010. - т. 36. - № 21. - с. 46-53.

97 Guder, H.S. Vickers and Knoop indentation microhardness study of b-SiAlON ceramic / H.S. Guder, E. §ahin, O. §ahin, H. Go?mez, C. Duran, H.A. Qetinkara // Acta Physica Polonica, -v 2011. - vol. A120. - № 6. - p. 1026-1033.

98 Quinn, J.B. Indentation brittleness of ceramics: a fresh approach / J.B. Quinn, G.D. Quinn // Journal of Materials Science. - 1997. - vol. 32. - № 16. - p. 43314336.

99 Bodis, E. Spark plasma sintering of Si3N4 multilayer graphene composites / E. Bodis, O.Tapaszto, Z.Karoly, P.Fazekas, S.Klebert, A.Keszler, K. Balazsi, J. Szepvolgyi // Open Chemistry, - 2014. - vol. 13. - № 1. - p. 484-489.

100 Balazsi, Cs. Preparation and Characterization of Carbon Nanotube Reinforced Silicon Nitride Composites / Cs. Balazsi, Z. Konya, F. Weber, L. P. Biro, and P. Arato // Mater. Sci. Eng.: C, - 2003. - vol. 23. - № 6-8. - p. 1133-7.

101 Oliver, W.C. A new improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and sensing indentation experiments / W.C. Oliver, G.M. Pharr // J. Mater. Res., - 1992. - vol. 7. - № 6. - p. 1564-1582.

102 Ullner, C. Effect and measurement of the machine compliance in the macro range of instrumented indentation test / C. Ullner, E. Reimann, H. Kohlhoff, A. Subaric-Leitis // Measurement, - 1995. - vol. 43. - p. 216-222.

103 Ullner, C. Hardness Measurements Theory and Application in Laboratories and Industries / Ullner C. // Critical points in ISO 14577 part 2 and 3 considering the uncertainty in measurement 11-12 November, 2004, Washington.

104 Spinner, S. A method for determining mechanical resonance frequencies and for calculating elastic moduli from these frequencies / S. Spinner, W.E. Tefft // Proceedings ASTM, - vol. 61. - p. 1961.

105 Shimada, M. Temperature-Dependence of Young Modulus and Internal-Friction in Alumina, Silicon-Nitride, and Partially Stabilized Zirconia Ceramics / M. Shimada, M. Matsushitas, H. Kuratan, T. Kamoto, M. Tsukuma, T. Ukidate // Journal of the American Ceramic Society, - 1984. - vol.67. - № 2. - p. 23-24.

106 Danzer, R. The ball on three balls test-strength and failure analysis of different materials / R. Danzer, W. Harrer, P. Supancic, T. Lube, Z. Wang, A. Börger // Journal of the European ceramic society, - 2007. - vol. 27. - № 2-3, - p. 14811485.

107 Börger, A. The ball on three balls test for strength testing of brittle discs: stress distribution in the disc / A. Börger, P. Supancic, R. Danzer // Journal of the European Ceramic Society, - 2002. - vol. 22. - p. 1425-1436.

108 Godfrey, D.J. Fabrication, formulation, mechanical properties, and oxidation of sintered Si3N4 ceramics using disc specimens / D.J. Godfrey // Mat. Sci. and Technology, - 1985. - vol. 1. - p. 510-515.

109 Ромашин, А.Г. Радиопрозрачные обтекатели летательных аппаратов.

Проектирование, конструкционные материалы, технология производства,

132

испытания. Учеб. пособие / А.Г. Ромашин, В.Е. Гайдачук, Я.С. Карпов, М.Ю. Русин // Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», - 2003. - 239 с.

110 Gonon, M.F. Crystal structure determination of Y2SiAlO5N "B-phase" by Rietveld analysis / M.F. Gonon, J.C. Descamps, F. Cambier, D.P. Thompson // Mater Sci. Forum - 2000. - vol. 325-326. - p. 325-334.

111 Corral, E.L. Effect of single-walled carbon nanotubes on thermal and electrical properties of silicon nitride processed using spark plasma sintering / E.L. Corral, H. Wang, J. Garay, Z. Munir, E. V. Barrera // J. Eur. Ceram. Soc., - 2011. - vol. 31. - p. 391-400.

112 Dong, P.L Conductivity properties of P-SiAlON ceramics / P.L Dong, X.D. Wang, M. Zhang, S. Seshadri // Sci. Chi. Tech. Sci., - 2012. - vol. 55. - p. 24092415.

113 Listerman, T.W. A simple method for calculating Debye heat capacity values using the Einstein heat capacity formula Cryogenics / T.W. Listerman, C.B. Ross // 1979. - 19. - p. 547-549.

114 Abramowitz, M. Handbook of Mathematical Functions: With Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, Tenth, National Bureau of Standards / M. Abramowitz, I. A. Stegun // Washington, - 1972.

115 Molison A.J. / J. Mater. Sci. // 1979. - 14. - p. 1071-1052.

116 Walton, I.D. / Amer. Cer. Soc. Bull. //1974. - 53. - p. 255-258.

117 Thorp, J.S., J. Mater. Sci. / Sharif R.I. // 1979. - 11. - p. 1494-1500.

118 Гнесин, Г. Г., Спеченные материалы для электротехники и электроники. Справочное издание. / Гнесин, Г. Г., Дубок В. А., Братерская Г. Н., Ковенский И. И., Левченко Г. В., Минакова Р. В., Падерно Ю. Б., Панасюк О. А., Теодорович О. К.,Тульчинский Л. Н. // М., Металлургия, - 1981.- с. 391344.

119 Косолапова, Т.Я. Неметаллические тугоплавкие соединения / Андреева Т.В., Бартницкая Т.С., Гнесин Г.Г // М.: Металлургия, - 1985. - 224 с.

120 Агеева, Н.Д. Электротехническое материаловедение: Учебное пособие. / Агеева, Н.Д., Винаковская Н.Г., Лифанов В.Н. // В: Изд-во ДВГТУ, - 2006. -115 с.

121 Кайнарский, Д.С. Карборундовые огнеупоры / Кайнарский Д.С., Дегтярева Э.В. // И. Металлургиз. Дат., - 1963. - 252 с.

122 H. Tohio / Tohio H., Masayuki S., Takashi G. J. // Cer. Soc. Jap., - 1980. -vol. 88. - p. 401-404.

123 F.L., Riley Nitrogen Ceramics Edited by NATO Advanced Studies Institutes Applied Sciences series, № 23, Noordholf International. Leiden // - 1974.- p. 694.