powderИзвестия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытияPowder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)1997-308X2412-8767НИТУ "МИСИС"10.17073/1997-308X-2013-3-54-60powder-38Research ArticleТугоплавкие, керамические и композиционные материалыRefractory, Ceramic, and Composite MaterialsСИНТЕЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ Mo5SiB2 В РЕЖИМЕ ГОРЕНИЯSynthesis of high-temperature Mo5SiB2 based ceramics in the combustion modeПогожевЮ. С.PogozhevYu. С.

канд. техн. наук, доцент кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП), ст. науч. сотр. НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН

pogozhev@shs.misis.ruПотанинА. Ю.PotaninA. Yu.

аспирант НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН 

a.potanin@inbox.ruЛевашовЕ. А.LevashovE. A.

докт. техн. наук, проф., акад. РАЕН, зав. кафедрой ПМиФП, директор НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН

levashov@shs.misis.ruНовиковА. В.NovikovA. V.

канд. техн. наук, ст. науч. сотр. НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН. 

avnovikov@inbox.ruСвиридоваТ. А.SviridovaT. A.

канд. физ.-мат. наук, науч. сотр. Центра композиционных материалов МИСиС.

tim-17@yandex.ruКочетовН. А.KochetovN. A.

канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. лаборатории динамики микрогетерогенных процессов ИСМАН 

kolyan_kochetov@mail.ruНаучно-учебный центр СВС МИСиС–ИСМАН, 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4Russian FederationНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4Russian FederationИнститут структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432, Московская обл., Ногинский р-н, г. Черноголовка, ул. Институтская, 8Russian Federation201319012015035460Copyright © НИТУ "МИСИС", 20132013НИТУ "МИСИС"НИТУ "МИСИС"https://powder.misis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://powder.misis.ru/jour/article/view/38

Работа посвящена синтезу и исследованию керамического материала на основе химического соединения Mo5SiB2 (T2-фазы). Показано вли- яние начальной температуры на основные параметры процесса горения. Установлено, что предварительный подогрев реакционной смеси позволяет инициировать горение в автоколебательном режиме, при этом зависимости температуры и скорости горения от начальной тем- пературы имеют линейный характер. Рассчитано значение эффективной энергии активации СВС-процесса. Для объяснения механизма горе- ния в исследуемой трехкомпонентной системе предложено несколько вариантов протекания химических реакций между Mo, Si и B. По тех- нологии силового СВС-компактирования получены компактные образцы. Изучены фазовый состав, структура и свойства синтезированных керамических материалов, в которых основной составляющей являются зерна Mo5SiB2 со средним размером 10–20 мкм. Также идентифици- рованы линии промежуточных фаз Mo3Si и Mo, суммарная доля которых не превышает 4 %. Полученный материал на основе T2-фазы облада- ет высокими удельной плотностью и твердостью. 

The work is devoted to the synthesis and investigation of ceramic material on the basis of Mo5SiB2 chemical compound (T2-phase). The effect of initial temperature on key parameters of combustion process is shown. It is found that reaction mixture preheating allows initiating combustion in the self-oscillatory mode, thus initial temperature dependences of combustion temperature and rate have linear character. The effective SHS- process activation energy value is calculated. Some variants of chemical reactions between Mo, Si and B are proposed for explanation of the com- bustion mechanism in the examined ternary system. Compact samples are obtained using the power SHS-compaction. The phase composition, structure, and properties of synthesized ceramic materials, in which Mo5SiB2 grains are the basic component with average size of 10–20 μm, have been studied. The lines of Mo3Si and Mo intermediate phases, which total fraction does not exceed 4 %, are identified as well. The produced T2- phase based material possesses high specific density and hardness. 

самораспространяющийся высокотемпературный синтезэнергия активацииMo5SiB2керамикаself-propagating high-temperature synthesisactivation energyMo5SiB2ceramicsReferencesКаблов Е. Н., Голубовский Е. Р. Жаропрочность никелевых сплавов. М.: Машиностроение, 1998.Каблов Е. Н., Голубовский Е. Р. Жаропрочность никелевых сплавов. М.: Машиностроение, 1998.Самсонов Г. В., Дворина Л. А., Рудь Б. М. Силициды. М.: Ме­таллургия, 1979.Самсонов Г. В., Дворина Л. А., Рудь Б. М. Силициды. М.: Ме­таллургия, 1979.Bartlett R. W., Mccamont J. W., Gage P. R. // J. Amer. Ceram. Soc. 1965. Vol. 48, No 11. P. 551.Bartlett R. W., Mccamont J. W., Gage P. R. // J. Amer. Ceram. Soc. 1965. Vol. 48, No 11. P. 551.Meyer M. K., Kramer M. J., Akinca M. // Ibid. 1996. Vol. 79, No 4. P. 938.Meyer M. K., Kramer M. J., Akinca M. // Ibid. 1996. Vol. 79, No 4. P. 938.Schneibel J. H., Kramer M. J., Ünal Ö., Wright R. N. // Inter­ metallics. 2001. Vol. 9, No 1. P. 25.Schneibel J. H., Kramer M. J., Ünal Ö., Wright R. N. // Inter­ metallics. 2001. Vol. 9, No 1. P. 25.Sakidja R., Perepezko J. H., Kim S., Sekido N. // Acta Mater. 2008. Vol. 56, No 18. P. 5223.Sakidja R., Perepezko J. H., Kim S., Sekido N. // Acta Mater. 2008. Vol. 56, No 18. P. 5223.Krüger M., Franz S., Saage H. et al. // Intermetallics. 2008. Vol. 16, No 7. P. 933.Krüger M., Franz S., Saage H. et al. // Intermetallics. 2008. Vol. 16, No 7. P. 933.Sekido N., Sakidja R., Perepezko J. H. // Ibid. 2007. Vol. 15, No 9. P. 1268.Sekido N., Sakidja R., Perepezko J. H. // Ibid. 2007. Vol. 15, No 9. P. 1268.Hayashi T., Ito K., Ihara K. et al. // Ibid. 2004. Vol. 12, No 7–9. P. 699.Hayashi T., Ito K., Ihara K. et al. // Ibid. 2004. Vol. 12, No 7–9. P. 699.Ihara K., Ito K., Tanaka K., Yamaguchi M. // Mater. Sci. Eng. 2002. Vol. 329–331. P. 222.Ihara K., Ito K., Tanaka K., Yamaguchi M. // Mater. Sci. Eng. 2002. Vol. 329–331. P. 222.Yoshimi K., Nakatani S., Suda T. et al. // Intermetallics. 2002. Vol. 10, No 5. P. 407.Yoshimi K., Nakatani S., Suda T. et al. // Intermetallics. 2002. Vol. 10, No 5. P. 407.Ito K., Ihara K., Tanaka K. et al. // Ibid. 2001. Vol. 9, No 7. P. 591.Ito K., Ihara K., Tanaka K. et al. // Ibid. 2001. Vol. 9, No 7. P. 591.Abbasi A.R., Shamanian M. // Mater. Sci. Eng. 2011. Vol. 528, No 9. P. 3295.Abbasi A.R., Shamanian M. // Mater. Sci. Eng. 2011. Vol. 528, No 9. P. 3295.Katrych S., Grytsiv A., Bondar A. et al. // J. Alloys and Com­pounds. 2002. Vol. 347, No 1–2. P. 94.Katrych S., Grytsiv A., Bondar A. et al. // J. Alloys and Com­pounds. 2002. Vol. 347, No 1–2. P. 94.Левашов Е. А., Рогачев А. С., Курбаткина В. В. и др. Перспек­тивные материалы и технологии самораспространяющего­ся высокотемпературного синтеза. М.: Изд. дом «МИСиС», 2011.Левашов Е. А., Рогачев А. С., Курбаткина В. В. и др. Перспек­тивные материалы и технологии самораспространяющего­ся высокотемпературного синтеза. М.: Изд. дом «МИСиС», 2011.Мержанов А. Г. Твердопламенное горение. Черноголовка: ИСМАН, 2000.Мержанов А. Г. Твердопламенное горение. Черноголовка: ИСМАН, 2000.Еремина Е. Н., Курбаткина В. В., Левашов Е. А. и др. // Хи­мия в интересах устойчивого развития. 2005. Т. 13, No 2. С. 197.Еремина Е. Н., Курбаткина В. В., Левашов Е. А. и др. // Хи­мия в интересах устойчивого развития. 2005. Т. 13, No 2. С. 197.Pogozhev Yu. S., Potanin A.Yu., Levashov E. A. et al. // Inter. J. Self­Propagating High­Temperature Synthesis. 2012. Vol. 21, No 4. P. 202.Pogozhev Yu. S., Potanin A.Yu., Levashov E. A. et al. // Inter. J. Self­Propagating High­Temperature Synthesis. 2012. Vol. 21, No 4. P. 202.Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгеногра­фический и электронно­оптический анализ. М.: Изд­-во МИСиС, 2002.Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгеногра­фический и электронно­оптический анализ. М.: Изд­-во МИСиС, 2002.Kharatyan S. L., Chatilyan H. A., Galstyan G. S. // Thin Solid Films. 2008. Vol. 516, No 15. P. 4876.Kharatyan S. L., Chatilyan H. A., Galstyan G. S. // Thin Solid Films. 2008. Vol. 516, No 15. P. 4876.Baras F., Kondepudi D. K., Bernard F. // J. Alloys Compounds. 2010. Vol. 505, No 1. P. 43.Baras F., Kondepudi D. K., Bernard F. // J. Alloys Compounds. 2010. Vol. 505, No 1. P. 43.Химическая энциклопедия / Под ред. И. Л. Кнунянц и др. М.: Советская энциклопедия, 1988, Т. 1.Химическая энциклопедия / Под ред. И. Л. Кнунянц и др. М.: Советская энциклопедия, 1988, Т. 1.Yuranov I. A., Fomin A. A., Shiryaev A. A., Kashireninov O. E. // J. Mater. Synth. and Proces. 1994. Vol. 2, No 4. P. 239.Yuranov I. A., Fomin A. A., Shiryaev A. A., Kashireninov O. E. // J. Mater. Synth. and Proces. 1994. Vol. 2, No 4. P. 239.Kurbatkina V. V., Levashov E. A. // Combustion of Heterogeneous Systems: Fundamentals and Applications for Materials Synthesis / Eds. A.S. Mukasyan, K.S. Martirosyan. Kerala: Transworld Research Network, 2007. P. 131–141.Kurbatkina V. V., Levashov E. A. // Combustion of Heterogeneous Systems: Fundamentals and Applications for Materials Synthesis / Eds. A.S. Mukasyan, K.S. Martirosyan. Kerala: Transworld Research Network, 2007. P. 131–141.Egishyan A.V., Manukyan Kh. V., Harutyunyan A. B., Kharatyan S. L. // Intern. J. Self­Propagating High­Temperature Synthesis. 2006. Vol. 15, No 1. P. 33.Egishyan A.V., Manukyan Kh. V., Harutyunyan A. B., Kharatyan S. L. // Intern. J. Self­Propagating High­Temperature Synthesis. 2006. Vol. 15, No 1. P. 33.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.