Синтез армирующего компонента в виде волокон или войлочного материала из карбида кремния. Изучение свойств синтезированного армирующего компонента. Подбор режима обжига керамических образцов (скорость нагревания, время выдержки, температура спекания, давление прессования).

Отчет включает 31 страницы, 20 рисунков, 2 таблицы. Ключевые слова: композиционный материал, композит, волокна карбида кремния, армирование, износостойкость, трещиностойкость, SiC, карбид кремния, войлок карбида кремния. Целью проекта является разработка технологии керамических изделий конструкционного назначения (подшипники скольжения), обладающих высоким уровнем механических характеристик, предназначенных для эксплуатации в условиях высоких температур, агрессивных сред и повышенного механического воздействия, с целью увеличения надежности и срока службы агрегатов. Задачи этапа работы: − Синтез армирующего компонента в виде волокон или войлочного материала из карбида кремния; − Изучение свойств синтезированного армирующего компонента; − Подбор режима обжига керамических образцов (скорость нагревания, время выдержки, температура спекания, давление прессования). Все поставленные задачи на данном этапе работы выполнены в полном объеме. − Синтез армирующего компонента в виде волокон или войлочного материала из карбида кремния Методом жидкофазного силицирования углеродного войлока синтезирован карбидокремниевый войлок. Войлок карбида кремния является перспективным для использования в виде армирующего компонента. Его привлекательность обусловлена сочетанием важных эксплуатационных характеристик: высокая температура плавления, химическая стойкость, высокая прочность и модуль упругости. Введение войлока карбида кремния армирует структуру материала, повышая показатель трещиностойкости и значение прочности при изгибе. − Изучение свойств синтезированного армирующего компонента С помощью рентгенофазового анализа был изучен фазовый состав полученного карбидокремниевого войлока. Согласно данным рентгенофазового анализа фазовый состав карбидокремниевого войлока состоит из смечи модификаций карбида кремния, а также, идентифицируется наличие свободного кремния в незначительном количестве (%). С помощью сканирующей электронной микроскопии установлено, что форма и геометрические размеры исходной ткани в ходе парофазного слицирования не изменяются. Таким образом, диаметр волокон в полученном карбидокремниевом войлоке и диаметр волокон в исходном углеродном войлоке одинаков, и составляет 5-7 мкм. С помощью прибора НаноСкан-3D исследована твердость и модуль упругости волокон войлока. Твердость лежит в диапазоне 8-9 ГПа, модуль упругости 120-135 ГПа. − Подбор режима обжига керамических образцов (скорость нагревания, время выдержки, температура спекания, давление прессования). Режим обжига керамических образцов подбирали следующим образом: керамические заготовки из порошка карбида кремния и спекающей добавки обжигали методом горячего прессования, варьируя скорость нагревания, время выдержки, температуру спекания и давление прессования, с последующим измерением прочности при изгибе у полученных образцов. Таким образом, было установлено, что оптимальными условиями обжига для получения керамического материала на основе карбида кремния методом горячего прессования является температура обжига 1900°С, скорость нагревания 10 °/мин, время выдержки 20 минут, давление прессования 30 МПа.