Статья на тему Боридная и силицидная керамика, способы изготовления и их применение

Заключение:

В заключение стоит отметить, что несмотря на успехи в исследованиях и разработке новых высокотемпературных силицидных и боридных материалов материалов, проблемы их эксплуатации обостряются вследствие постоянного повышения требований к ним, расширения сфер применения и объемов использования. Главная сложность заключается в наличии многих как независимых, так и взаимосвязанных факторов, обусловливающих особенности структурно-фазового состояния материалов, а, следовательно, существенно влияющих на их поведение в эксплуатационных условиях. Известные экспериментальные данные изучения высокотемпературных силицидных материалов чаще всего посвящены решению локальных проблем и не могут эффективно использоваться без надлежащей оценки и переработки. Адаптация и оптимизация существующих технологий формирования силицидных материалов и покрытий необходимы вследствие существенного влияния конкретных условий их получения или использования на рабочие показатели конечного продукта. Основной задачей такой адаптации должно быть достижение оптимального (для каждого конкретного случая) соотношения между затратами на обеспечение антикоррозионных свойств и эффектом от улучшения эксплуатационных характеристик материала.
Отсутствие единого подхода к представлению и сопоставлению экспериментальных научных результатов и описанию реальных эксплуатационных производственных характеристик материалов не позволяет адекватно оценивать применимость тех или иных научно-технологических приемов для требуемой корректировки состава и структуры материалов. Усовершенствование существующих и создание новых функциональных высокотемпературных силицидных материалов невозможно без развития физико-технологических основ получения твердотельных объектов с регулируемым составом и структурой, оптимизации методов формирования твердых тел различными способами (реакционной диффузией, кристаллизацией, конденсацией, консолидацией), применения новых физических подходов к получению материалов с особыми свойствами. Решение перечисленных физических и технологических проблем является ключом к созданию эффективных функциональных материалов на основе силицидов для высокотемпературных применений в электротермии, энергетике, машиностроении, приборостроении, военной технике, авиации, космосе и других отраслях.

Фрагмент текста работы:

Аннотация. В обзоре изложены историческая ретроспектива и современное состояние исследований структуры, свойств и применения в науке и технике высокотемпературных силицидных и боридных материалов. Данные материалы, в частности, конструкционные и функциональные материалы на основе или с использованием силицидов тугоплавких металлов, являются важнейшим альтернативным классом материалов, составляющим достойную конкуренцию специальным сплавам, интерметаллидам, керамикам, традиционно используемым при высоких (свыше 1500 °C) температурах в окислительных или других агрессивных средах. Проанализированы известные данные по диаграммам состояния, в частности, систем молибден – кремний и вольфрам – кремний. Указаны различия в описаниях диаграмм разных авторов, рассмотрены некоторые кристаллохимические и физические свойства некоторых высокотемпературных силицидов и диборидов. Перечислены сферы использования высокотемпературных силицидных и боридных керамических материалов разного типа
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СИЛИЦИДЫ, БОР, ДИБОРИДЫ, КРЕМНИЙ, ТУГОПЛАВКИЕ МЕТАЛЛЫ, ПОКРЫТИЯ, ОКИСЛЕНИЕ.

Annotation. The review sets out a historical retrospective and the current state of research into the structure, properties and applications of high temperature silicide and boride materials in science and technology. These materials, in particular, structural and functional materials based on or using refractory metal silicides, are the most important alternative class of materials that compete with special alloys, intermetallic compounds, and ceramics traditionally used at high (over 1500 ° C) temperatures in oxidizing or other aggressive environments. Known data on state diagrams, in particular, molybdenum – silicon and tungsten – silicon systems, are analyzed. The differences in the descriptions of the diagrams of different authors are indicated, some crystal-chemical and physical properties of some high-temperature silicides and diborides are considered. The spheres of using different types of high-temperature silicide and boride ceramic materials are listed.
KEYWORDS: HIGH-TEMPERATURE SILICIDES, BORON, DIBORIDES, SILICON, DIBORIDESREFLECTIVE METALS, COATINGS, OXIDATION

Важнейшие технологические достижения последних десятилетий были бы невозможны без использования новых кристаллических материалов с требуемым комплексом свойств. Обеспечение соответствия между свойствами материалов, применяемых в узлах, механизмах, конструкциях, и все более сложными условиями их работы является сегодня одной из наиболее существенных проблем технологического прогресса. Создание новых материалов или обеспечение недостижимых ранее эксплуатационных характеристик у известных материалов невозможно без знания и понимания фундаментальных положений физики твердого тела, лежащих в основе реализуемых механизмов структурно-фазовых превращений и закономерностей образования связей в материаловедческой цепи «состав – структура – свойства».
Современный уровень и тенденции дальнейшего развития материального производства, особенно с учетом повышения роли экономических факторов, обуславливают необходимость разработки новых эффективных твердотельных материалов и подтверждают перспективность (а зачастую — неотъемлемость) подхода, базирующегося на оптимизации материалов и их все более углубляющейся специализации для конкретного функционального назначения в том или ином технологическом процессе. Высказанное в полной мере относится и к разнообразным твердотельным материалам, получаемым кристаллизацией, реакционной диффузией, отжигом конденсатов или консолидацией ингредиентов.
Дальнейшее развитие ряда отраслей промышленности, таких как металлургия, энергетика, связь, машиностроение, приборостроение, химия, производство огнеупорных и других керамических материалов, предполагает расширение сфер применения разнообразных функциональных и конструкционных композиционных материалов, позволяющих эффективно решать технические и технологические задачи. В настоящее время внедрение многих современных прогрессивных технологий требует от материаловедов создания новых и усовершенствования известных материалов, которые были бы в состоянии сохранять приемлемые эксплуатационные характеристики в условиях постоянно растущих требований производства и экстремального уровня разрушающих воздействий. Большинство применяемых сегодня металлических и неметаллических материалов, в том числе и высокотемпературных, должны объединять в себе ряд особых физикомеханических и химических свойств. Эти свойства, с одной стороны, должны обеспечивать противодействие разрушающим внешним факторам, а, с другой стороны, могут иметь взаимоисключающее действие. Поскольку возможности традиционных материалов по уровню многих характеристик практически исчерпаны, усилия исследователей направлены на поиск нетрадиционных решений, одним из которых является применение пространственно-неоднородных объектов, таких как композиты [1], пленочные структуры [2], слоистые материалы, сформированные подложками с требуемыми конструкционными характеристиками и наружными функциональными покрытиями различного назначения [3, 4], дисперсные системы и сплавы [5].