Combustion features in the Mo–Si–B system. Part 1. Mechanism and kinetics
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2013-4-19-31
Abstract
The article describes the investigation of reaction mix combustion kinetics and mechanisms as well as to producing ceramic materials in the Mo–Si–B ternary system by SHS method. For mixes enriched by silicon, the driving force of the SHS-reaction is shown to be silicon fusion, produced melt sprea- ding over the surface of molybdenum and boron solid particles with dissolution of the latter in it and formation of Mo3Si intermediate silicide film. The subsequent silicon diffusion in molybdenum results in occurrence of MoSi2 grains, thus molybdenum boride grains are formed as a result of mo- lybdenum diffusion into the melt. In the compositions with high boron content and low silicon fraction, MoB formation can carry by means of gas- phase mass transfer of МоО3 suboxide to boron particles. Investigations of chemical transformation succession have been carried out in combustion wave. The obtained data testify of the possibility of parallel and subsequent flowing of molybdenum silicide and boride formation reactions, this sti- pulates the combustion transfer from fusion mode to detachment mode and vice versa. In the detachment mode, molybdenum silicide formation re- action is leading one, and molybdenum boride formation occurs with short time detachment. Using the power SHS-compaction, targets for magne- tron deposition are produced.
About the Authors
E. A. Levashov
Научно-учебный центр СВС МИСиС–ИСМАН, 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4
Russian Federation
Russian Federation
Yu. S. Pogozhev
Научно-учебный центр СВС МИСиС–ИСМАН, 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4
Russian Federation
Russian Federation
A. Yu. Potanin
Научно-учебный центр СВС МИСиС–ИСМАН, 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4
Russian Federation
Russian Federation
N. A. Kochetov
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН), 142432, Московская обл., Ногинский р-н, г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8
Russian Federation
Russian Federation
D. Yu. Kovalev
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН), 142432, Московская обл., Ногинский р-н, г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8
Russian Federation
Russian Federation
N. V. Shvyndina
Научно-учебный центр СВС МИСиС–ИСМАН, 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4
Russian Federation
Russian Federation
T. A. Sviridova
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4
Russian Federation
Russian Federation
A. N. Timofeyev
ОАО «Композит», 141070, Московская обл., г. Королев, ул. Пионерская, 4
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Каблов Е. Н., Голубовский Е. Р. Жаропрочность никелевых сплавов. М.: Машиностроение, 1998.
2. Самсонов Г. В., Дворина Л. А., Рудь Б. М. Силициды. М.: Ме таллургия, 1979.
3. Bartlett R.W., Mccamont J.W., Gage P. R. // J. Am. Ceram. Soc. 1965. Vol. 48, No 11. P. 551.
4. Meyer M. K., Kramer M. J., Akinca M. // Ibid. 1996. Vol. 79, No 4. P. 938.
5. Schneibel J.H., Kramer M.J., Ünal Ö., Wright R.N. // Intermetallics. 2001. Vol. 9, iss. 1. P. 25.
6. Sakidja R., Perepezko J. H., Kim S., Sekido N. // Acta Mater. 2008. Vol. 56, iss. 18. P. 5223.
7. Krüger M., Franz S., Saage H. et al. // Intermetallics. 2008. Vol. 16, iss. 7. P. 933.
8. Sekido N., Sakidja R., Perepezko J. H. // Ibid. 2007. Vol. 15, iss. 9. P. 1268.
9. Hayashi T., Ito K., Ihara K. et al. // Ibid. 2004. Vol. 12, iss. 7–9. P. 699.
10. Ihara K., Ito K., Tanaka K., Yamaguchi M. // Mater. Sci. Eng. 2002. Vol. 329–331. P. 222.
11. Yoshimi K., Nakatani S., Suda T. et al. // Intermetallics. 2002. Vol. 10, iss. 5. P. 407.
12. Ito K., Ihara K., Tanaka K. et al. // Ibid. 2001. Vol. 9, iss. 7. P. 591.
13. Abbasi A. R., Shamanian M. // Mater. Sci. Eng. 2011. Vol. 528, iss. 9. P. 3295.
14. Katrych S., Grytsiv A., Bondar A. et al. // J. Alloys Compd. 2002. Vol. 347, iss. 1–2. P. 94.
15. Левашов Е. А., Рогачев А. С., Курбаткина В. В. и др. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. М.: Изд. дом «МИСиС», 2011.
16. Мержанов А. Г. Твердопламенное горение. Черноголовка: ИСМАН, 2000.
17. Еремина Е. Н., Курбаткина В. В., Левашов Е. А. и др. // Химия в интересах устойчивого развития. 2005. Т. 13, No 2. С. 197.
18. Левашов Е. А., Рогачев А. С., Епишко Ю. К., Кочетов Н. А. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2007. No 1 С. 14.
19. Levashov E. A., Kurbatkina V. V., Rogachev A. S. et al. // Russ. J. NonFerr. Metals. 2008. Vol. 49, No 5. P. 404.
20. Рогачев А.С., Мукасьян А.С., Мержанов А.Г. // ДАН. 1987. Т. 297, No 6. С. 1425.
21. Kharatyan S. L., Chatilyan H. A., Galstyan G. S. // Thin Solid Films. 2008. Vol. 516, iss. 15. P. 4876.
22. Baras F., Kondepudi D. K., Bernard F. // J. Alloys Compd. 2010. Vol. 505, iss. 1. P. 43.
23. Mossino P. // Ceram. Int. 2004. Vol. 30, No 3. P. 311.
24. Харатян С. Л. Самораспространяющийся высокотемпера турный синтез: теория и практика / Под ред. А. Е. Сычева. Черноголовка: Территория, 2001. C. 157.
25. Pogozhev Yu. S., Potanin A. Yu., Levashov E. A. et al. // Int. J. SHS. 2012. Vol. 21, No 4. P. 202.
26. Мержанов А. Г., Боровинская И. П., Пономарев В. И. и др. // ДАН. 1993. Т. 328, No 1. С. 72.
27. Пономарев В.И, Хоменко И.О., Мержанов А.Г. // Кристаллография. 1995. Т. 40, No 1, С. 14.
28. Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгенографический и электроннооптический анализ. М.: МИСИС, 2002.
29. Бабкин С. Б., Блошенко В. Н., Боровинская И. П. // Физика горения и взрыва. 1991. Т. 27, No 3. С. 74.
30. Prasad S., Paul A. // Intermetallics. 2011. Vol. 19, iss. 8. P. 1191.
31. Arnas B., Male G., Salanoubat D. et al. // J. LessCommon Metals. 1981. Vol. 82, No 11–12. P. 245.
32. Stratiichuk D. A. // Repts Nat. Acad. Sci. Ukraine. 2011. No 3. P. 94.
33. Kazuo Nakajima, Noritaku Usami // Adv. Mater. Res. 2009. Vol. 14. P. 269.
34. Yuranov I. A., Fomin A. A., Shiryaev A. A., Kashireninov O. E. // J. Mater. Synth. and Proces. 1994. Vol. 2, No 4. P. 239.
35. Kurbatkina V. V., Levashov E. A. // Mechanoactivation of SHS in book combustion of heterogeneous systems: Fundamentals and applications for materials synthesis / Eds. A. S. Mukasyan, K. S. Martirosyan. Kerala (India): Transworld Research Network, 2007. P. 131–141.
36. Egishyan A.V., Manukyan Kh. V., Harutyunyan A. B., Kharatyan S. L. // Int. J. SHS. 2006. Vol. 15, No 1. P. 33.
Review
For citations:
Levashov E.A., Pogozhev Yu.S., Potanin A.Yu., Kochetov N.A., Kovalev D.Yu., Shvyndina N.V., Sviridova T.A., Timofeyev A.N. Combustion features in the Mo–Si–B system. Part 1. Mechanism and kinetics. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya). 2013;(4):19-31. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2013-4-19-31
Views:
958
Email this article 