Композиционные материалы и многофункциональные покрытия | |
Название | Физико-химические принципы повышения термостойкости керамических контейнеров для термохимической обработки материалов |
Автор | Палатников М. Н., Фролов А. А., Щербина О. Б., Сидоров Н. В., Киркова Е. Г. |
Информация об авторе | УРАН ИХТРЭМС КНЦ РАН М. Н. Палатников, зав. лабораторией, e-mail: palat_mn@chemy.kolasc.net.ru.
Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАНУ А. А. Фролов, ст. науч. сотр.; Е. Г. Киркова, науч. сотр.
УРАН ИХТРЭМС КНЦ РАН О. Б. Щербина, науч. сотр.; Н. В. Сидоров |
Реферат | В настоящей работе на примере тугоплавких керамических пентаоксидов тантала и ниобия исследовано влияние обработки концентрированным световым потоком на механические, спектральные свойства и стойкость к тепловым ударам в широкой области температур. Рассмотрены физико-химические аспекты, обусловливающие создание новых слоистых керамических материалов и возможность повышения термостойкости изделий из них. Разработаны физико-химические принципы создания контейнеров для термохимической обработки высокочистых соединений, обладающих сверхвысокой стойкостью к тепловым ударам в широкой области температур. Математическое моделирование распределения напряжений в слоистом керамическом материале с основой из кварцевой керамики и двухсторонним защитным покрытием из пентаоксида ниобия (тантала) выявило, что разделение слоя основы на фрагменты (уменьшение площади непрерывной границы между слоями) и сглаживание острых углов у фрагментов основы приводят к снижению напряжений на границе раздела между основой и покрытием и, соответственно, к повышению термостойкости образцов. Показано, что только совокупное применение технологических приемов (использование слоистой керамики, подбор материала основы и покрытия, обработка материала покрытия концентрированным световым потоком с формированием микро- и наноструктур фрактального типа и образованием частично островной кристаллической структуры пентаоксида ниобия (тантала), демпфирующих тепловое расширение, разбиение материала основы на фрагменты со сглаженными углами, возникновение анизотропии механических свойств по глубине материала покрытия) имеет синергетический эффект и позволяет создавать керамические контейнеры с высокой стойкостью к тепловым ударам в широком диапазоне температур (tкомн÷1000 оС). Работа поддержана грантами РФФИ (09-03-00141-а) и НШ 6722.2010.3. |
Ключевые слова | Концентрированный световой поток, микро- и наноструктуры, термостойкость, температурный коэффициент линейного расширения, слоистая керамика, защитное покрытие |
Библиографический список | 1. Степин Б. Д., Горштейн И. Г., Блюм Г. Э., Курдюмов Г. М., Оглоблина И. П. Методы получения особо чистых веществ. — Л. : Химия, 1969. — 480 с. 7. Фролов А. А., Павликов В. Н., Карпец М. В. Тепловое расширение образцов пентаоксидов ниобия и тантала, полученных плавлением в оптической печи // Новые огнеупоры. 2007. № 4. С. 38–43. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |