Effect of dislocation density-associated strengthening factors on the thermal stability of composite ceramics

Авторы:

Kozlovskiy, A.L. (Соавтор)

Издательство:

Вестник КазНУ им. аль-Фараби

Дата издания

20.06.2024

На каком языке издана

Английский язык

ISSN

-

Область исследования

Инжиниринг и технологии

Тип исследования

Прикладное

Аннотация (краткое описание)

Interest in composite ceramics based on oxide and nitride compounds is due to the combination of their structural, strength and thermophysical parameters. Moreover, in the case of composites based on xSi3N4 – (1-x)ZrO2, the strength parameters, as well as resistance to thermal expansion, are determined by the characteristics of zirconium dioxide, while the thermophysical parameters are determined by silicon nitride, for which the thermal conductivity values are almost an order of magnitude higher than for zirconium dioxide. The main method for production of composite xSi3N4 – (1-x)ZrO2 ceramics was the mechanochemical solid-phase synthesis method using high-speed grinding and thermal annealing, used to stabilize structural deformations caused by mechanical action. During the research, it was determined that a change in the ratio of ceramic components due to an increase in the contribution of Si3N4 in the composition leads to an increase in thermophysical parameters, the change of which is due to the higher thermal conductivity of silicon nitride. In turn, a change in thermophysical parameters, and as a consequence, an alteration in the rate of heat transfer due to phonon mechanisms, causes an elevation in resistance to external influences during thermal shocks. Experiments to determine resistance to thermal influences have shown that the presence of a high density of dislocations in the near-surface layer of ceramics contributes to a rise in resistance to temperature changes, alongside external mechanical influences, which is expressed in less pronounced trends in decreasing hardness indicators during heat resistance tests.

Соответствие целям устойчивого развития (ЦУР)

9. 

Индустриализация, инновации и инфраструктура

12. 

Ответственное потребление и производство

URI

https://phst.kaznu.kz/index.php/journal/article/view/389

DOI

https://doi.org/10.26577/phst2024v11i1a3

Тип публикаций

Статья

Практическое значение

Практическая значимость исследования заключается в разработке композиционной керамики на основе системы xSi₃N₄ – (1-x)ZrO₂ с улучшенными термофизическими и прочностными характеристиками. Установленные закономерности влияния соотношения компонентов на теплопроводность и термостойкость позволяют целенаправленно подбирать составы керамик для эксплуатации в условиях высоких температур и термических ударов. Полученные результаты могут быть использованы при создании конструкционных материалов для энергетики, машиностроения, авиационно-космической техники и других отраслей, где требуется высокая надежность материалов в экстремальных условиях эксплуатации.

Данный документ располагается в коллекциях

Публикации в КОКСОН

Файлы документа

1479.pdf