Статистическая оценка механических характеристик горячепрессованной керамики в системе ZrB2–SiC | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 82. DOI: 10.17223/19988621/82/12

ГлавнаяАрхивСтатистическая оценка механических характеристик горячепрессованной керамики в системе ZrB2–SiC | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 82. DOI: 10.17223/19988621/82/12

Статистическая оценка механических характеристик горячепрессованной керамики в системе ZrB2–SiC

Исследовано влияние введения добавки 5 мол. % LaB6 на модуль Вейбулла горячепрессованной керамики в системе ZrB2-SiC, полученной методом горячего прессования при температуре изотермической выдержки 1 900°C и давлении 30 МПа в течение 15 мин в среде аргона. Получены образцы с относительной плотностью 91-92%, пределом прочности при изгибе 300-315 МПа и твердостью по Виккерсу 14-15 ГПа. Введение в состав керамики добавки LaB6 сопровождается увеличением модуля Вейбулла от m = 9.5 до m = 15.5 в случае расчета с использованием значений предела прочности и от m = 22.0 до m = 31.4 в случае расчета с использованием значений твердости. Величина m, рассчитанная по значениям твердости, несколько завышена в связи с локальным характером воздействия пирамиды Виккерса. Увеличение модуля Вейбулла при введении добавки LaB6 связано с повышением однородности структуры керамики за счет формирования более развитой сети межфазных границ в образцах трехкомпонентного состава.

Ключевые слова

керамика, прочность, твердость, структура, модуль Вейбулла

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Орданьян Сукяс СеменовичСанкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)профессор кафедры химической технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов
Несмелов Дмитрий ДмитриевичСанкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)доцент кафедры химической технологии тугоплавких неме-таллических и силикатных материаловdnesmelov@yandex.ru
Новоселов Евгений СергеевичСанкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)инженер кафедры химической технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материаловlehmann330@gmail.com
Всего: 3

Ссылки

Ono K. A simple estimation method of Weibull modulus and verification with strength data // Applied Sciences. 2019. V. 9 (8). Art. 1575. P. 1-39.
Danzer R., Supancic P., Pascual J., Lube T. Fracture statistics of ceramics-Weibull statistics and deviations from Weibull statistics // Engineering Fracture Mechanics. 2007. V. 74 (18). P. 2919-2932.
Lu C. A reassessment of the strength distributions of advanced ceramics // Journal of the Australian Ceramic Society. 2008. V. 44 (2). P. 38-41.
Richerson D.W., Lee W.E. Modern ceramic engineering: properties, processing, and use in design. Boca Raton: CRC press, 2018. 836 р.
Murthy D.N.P., Xie M., Jiang R. Weibull models. New York: John Wiley & Sons, 2004. 408 p.
Carlsson L.A., Adams D.F., Pipes R.B. Experimental characterization of advanced composite materials. Boca Raton: CRC press, 2014. 379 p.
Weibull W. A statistical distribution function of wide applicability // Journal of Applied Mechanics. 1951. V. 18 (3). P. 293-297.
Liu G., Meng S., An J., Sun S., Ding X. The evaluation of reliability for zirconium diboride composite with additives of graphite // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2009. V. 27 (5). P. 868-871.
Wang L., Kong D., Fang G., Liang J. High-temperature tensile strength and fracture behavior of ZrB2-SiC-graphite composite // International Journal of Applied Ceramic Technology. 2017. V. 14 (1). P. 31-38.
Makurunje P., Sigalas I., Binner J. Scale characterisation of an oxidised (Hf, Ti) C-SiC ultra-high temperature ceramic matrix composite // Journal of the European Ceramic Society. 2021. V. 41 (1). P. 167-175.
Povolny S.J., Seidel G.D., Tallon C. Numerical investigation of thermomechanical response of multiscale porous ultra-High temperature ceramics // Ceramics International. 2022. V. 48 (8). P. 11502-11517.
Grigoriev O.N., Galanov B.A., Kotenko V.A., Ivanov S.M., Koroteev A.V., Brodnikovsky N.P. Mechanical properties of ZrB2-SiC (ZrSi2) ceramics // Journal of the European Ceramic Society. 2010. V. 30 (11). P. 2173-2181.
Zou J., Liu J., Zhao J., Zhang G.J., Huang S., Qian B., Vleugels J., Van der Biest O., Shen J.Z. A top-down approach to densify ZrB2-SiC-BN composites with deeper homogeneity and improved reliability // Chemical Engineering Journal. 2014. V. 249. P. 93-101.
Grigoriev O., Neshpor I., Vedel D., Mosina T., Silvestroni L. Influence of chromium diboride on the oxidation resistance of ZrB2-MoSi2 and ZrB2-SiC ceramics // Journal of the European Ceramic Society. 2021. V. 41 (4). P. 2207-2214.
Sengupta P. et al. Effect of TiC addition on structure and properties of spark plasma sintered ZrB2-SiC-TiC ultrahigh temperature ceramic composite // Journal of Alloys and Compounds. - 2021. V. 850. Art. 156668.
Kashyap S.K., Mitra R. Microstructure and composition of multi-layered oxide scale evolved during isothermal exposure of ZrB2-SiC-LaB6 composite to air at 1500°C // Philosophical Magazine Letters. 2021. V. 101 (7). P. 265-276.
Kashyap S.K., Mitra R. Densification behavior involving creep during spark plasma sintering of ZrB2-SiC based ultra-high temperature ceramic composites // Ceramics International. 2020. V. 46 (4). P. 5028-5036.
Статистическая оценка механических характеристик горячепрессованной керамики в системе ZrB<sub>2</sub>–SiC | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 82. DOI: 10.17223/19988621/82/12

Статистическая оценка механических характеристик горячепрессованной керамики в системе ZrB2–SiC | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 82. DOI: 10.17223/19988621/82/12