Керамические композиционные материалы нитрид бора - карбид кремния - кремний тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.11, кандидат наук Гордеев, Игорь Сергеевич

• Гордеев, Игорь Сергеевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Гордеев, Игорь Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Полиморфизм нитрида бора

1.1.1 Кристаллическая структура различных модификаций нитрида бора

1.1.1.1 Слоистая структура нитрида бора

1.1.1.2 Тетраэдрическая структура нитрида бора

1.1.2 Физические свойства основных модификаций нитрида бора

1.1.3 Превращение сфалеритного нитрида бора в графитоподобный

1.2 Полиморфизм и физические свойства карбида кремния

1.2.1 Структура кристаллических форм карбида кремния

1.2.2 Механизмы образования карбида кремния

1.2.2.1 Диффузионный механизм

1.2.2.2 Механизм растворения-осаждения

1.2.3 Керамика на основе карбида кремния

1.3 Строение, свойства и применение пироуглерода

1.3.1 Строение и свойства пироуглерода

1.3.2 Применение пироуглерода

1.4 Заключение по литературному обзору

ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И АНАЛИЗА

2.1 Характеристика исходных материалов

2.2 Методика исследования

2.2.1 Определение плотности и пористости композиционных материалов

2.2.2 Определение предела прочности при изгибе

2.2.3 Определение модуля упругости

2.2.4 Определение твердости и трещиностойкости

2.2.5 Определение теплофизических свойств

2.2.6 Определение трибологических характеристик

2.2.7 Рентгенодифракционный анализ

2.2.8 Стойкость к эрозионному изнашиванию

2.2.9 Изучение микроструктуры

2.2.10 Обработка результатов эксперимента

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ НИТРИД БОРА-КАРБИД КРЕМНИЯ - КРЕМНИЙ

3.1 Теоретическое рассмотрение возможных методов получения

композиционных материалов ВN-810-8

3.2. Исследования технологических методов получения материалов нитрида

бора - карбид кремния - кремний

ГЛАВА 4 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НИТРИД БОРА-КАРБИД КРЕМНИЯ - КРЕМНИЙ

4.1 Исследование структуры композитов В N-810-81

4.1.1 Рентгенодифракционный анализ композиционных материалов

4.1.2 Микроскопические исследования композиционных материалов В№-81С-81

4.1.2.1 Оптическая микроскопия

4.1.2.2 Электронная микроскопия

4.2 Изучение свойств композиционных материалов ВN-810-81

4.2.1 Прочность композиционных материалов В^81С-81

4.2.2 Твердость и трещиностойкость композиционного материала ВН<уб-81С-81

4.2.3 Стойкость композиционного материала В^Уб-81С-81 к эрозионному изнашиванию

4.2.4 Теплофизические свойства материалов В^81С-81

ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЯ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

МАТЕРИАЛОВ НИТРИД БОРА - КАРБИД КРЕМНИЯ - КРЕМНИЙ

5.1 Пара трения «кубический В^81С-81 - сталь»

5.2 Пара трения «гексагональный В^81С-81 - сталь»

5.3 Пара трения «композит гексагональный В N-810-81 - композит гексагональный В N-810-81»

5.4 Испытания экспериментальных образцов подшипников скольжения из композиционного материала кубический нитрид бора - карбид кремния -

кремний

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Керамические композиционные материалы нитрид бора - карбид кремния - кремний»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Ковалентные и металлоподобные карбиды и керамические материалы на их основе обладают полезным комплексом механических и физико-химических свойств и широко используются в технике. Особое место среди карбидных материалов занимают карбидокремниевые керамики как спеченные (ББАС), так и реакционно-связанные (ЯВ81С), обладающие малым удельным весом, хорошими механическими свойствами, высокими твердостью и износостойкостью, низким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), устойчивостью в воздушной среде при высоких температурах. Наравне с этим, карбидокремниевые керамики имеют также заметные преимущества по удельным механическим характеристикам.

Улучшение свойств БКГ-керамик идет по пути создания композиционных материалов. В качестве перспективных наполнителей для композитов с карбидокремниевой матрицей следует рассматривать нитрид бора, обладающий отличными механическими и теплофизическими свойствами, превосходящими таковые у карбида кремния: кубический нитрид бора подобен алмазу, а гексагональный нитрид бора - графиту. Анализ совокупности свойств БЮ-керамик и кВИ показывает, что введение в кубического ВМ должно привести к получению композитов с повышенными параметрами твердости и износостойкости; такие композиты могут найти эффективное применение в машиностроении. Сочетание в композиционном материале карбидокремниевой матрицы и частиц гексагонального нитрида бора может обеспечить хорошие триботехнические характеристики материала.

Однако получение композитов на основе ВИ связано, как правило, с применением технологий высоких давлений, позволяющих получать при высоких Р-Т - параметрах материалы ограниченных объемов и простых форм, но с относительно высокой плотностью.

В тоже время в конструкционной керамике известна альтернативная технология, развитая для получения керамик на основе 81С, т.е. способ получения плотных (малопористых) объектов без приложения давления методом реакционного спекания. Этот метод, основанный на осуществлении химических реакций в ходе термообработки керамики, позволяет изготавливать изделия больший размеров и сложных форм. Поэтому представляло интерес рассмотреть возможность применения метода реакционного спекания (силицирования) для получения композиционных материалов нитрид бора - карбид кремния -кремний. В доступной нам литературе сведения о таких материалах и методах их получения отсутствуют.

Цель исследования - разработка и научное обоснование технологий получения композиционных материалов нитрид бора - карбид кремния - кремний при низких давлениях.

Задачи исследования:

- теоретическое рассмотрение возможных методов получения композиционных материалов в системе нитрид бора - карбид кремния - кремний при низких давлениях;

- экспериментальное опробование предложенных методов получения композиционных материалов;

- исследование и анализ структуры полученных композиционных материалов;

- исследование физико-механических, теплофизических и трибологических свойств полученных материалов.

Степень разработанности темы исследования. В доступной литературе сведения о таких материалах и методах их получения отсутствуют.

Научная новизна. Теоретически обоснованы и экспериментально реализованы методы получения композиционных материалов кубический нитрид бора - карбид кремния - кремний и гексагональный нитрид бора - карбид кремния - кремний, основанные на применении пироуглерода как источника углерода для формирования карбида кремния в составе матрицы композиционных

материалов. Новизна и изобретательский уровень методов подтверждены двумя патентами на изобретения.

Установлены условия формования заготовок из нитрида бора (давление, состав шихты) с пористостью 45 - 68 %, условия синтеза пироуглерода = 890 °С, время 5-16 часов) для достижения различного содержания углерода в заготовках (у = 8 - 61 %). В связи с наличием оксида бора на поверхности частиц нитрида бора, выявлена необходимость проведения высокотемпературного отжига заготовок для получения композиционных материалов гексагональный нитрид бора - карбид кремния - кремний перед стадией пропитки и установлена его температура и продолжительность (I = 1650 °С, время 3 мин.). Установлены температуры пропитки заготовок жидким кремнием (1590-1610 °С) для формирования карбидокремниевой матрицы получаемых композитов нитрид бора - карбид кремния - кремний.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическим рассмотрением и последующим экспериментальным подтверждением найдены соотношения, описывающие составы композиционных материалов нитрид бора - карбид кремния - кремний, получаемых с использованием пироуглерода как источника углерода для формирования карбида кремния в составе матрицы композиционных материалов.

Установлено, что композиционные материалы кубический BN - 81С -имеют твердость более 30 ГПа, обладают стойкостью к эрозионному изнашиванию более высокой, чем у 81С-керамики, что делает их перспективными для применения в качестве износостойких элементов конструкций.

Композиционные материалы гексагональный ВИ - 8Ю - 81 обладают низким коэффициентом трения и малым износом, что делает их перспективными для применения в парах трения.

Композиты кубический ВИ - 81С - 81 прошли опробование с положительным результатом для изготовления подшипников, работающих в условиях высокоскоростного трения под нагрузкой. Результаты испытания показали, что данные подшипники обладают в 1,5 - 2 раза большим ресурсом по

сравнению с серийно применяемыми подшипниками в специализированных установках Росатома.

Степень достоверности результатов исследования. Достоверность полученных результатов обеспечивается комплексным использованием современных методов исследования, воспроизводимостью результатов эксперимента, а также их соответствием теоретическим расчета.

Методы исследования. Плотность полученных . в работе композиционных материалов определяли гидростатическим методом. Пористость

материалов - методом водопоглощения. Предел прочности композитов (^ИЗГ) определяли трехточечным изгибом с помощью универсальной испытательной машины Zwick Roell. Модуль упругости композитов определен динамическим методом на приборе «Звук-107». Твердость материалов измеряли на микротвердомерах «MHT-240-LECO» и «DuraScan» (нагрузка на пирамиду 200 гс, 1000 гс). Трещиностойкость композитов рассчитывали из размера радиальных трещин, возникающих при индентировании композитов при измерении твердости. Измерения температуропроводности материалов а проведены методом «лазерной вспышки», после чего был рассчитан коэффициент теплопроводности А.

__KS

Дифрактограммы снимались на дифрактометре «ДИФРЕИ-401» в ЗАО «Научные приборы» (рентгено-оптическая схема Брегга-Брентано). Стойкость к эрозионному изнашиванию определена гравиметрическими измерениями на образцах, подвергнутых воздействию скоростного потока абразивных частиц. Структура материала изучалась на оптическом металлографическом микроскопе «МИМ-10» с помощью компьютерной программы «ВидеоТесТ-3.0», а также электронном микроскопе «Microscan» и рентгеновском микроанализаторе «Camebax». Коэффициент трения и интенсивность износа материалов определены по методикам лаборатории «Трения и износа» ИПМаш РАН. Положения, выносимые на защиту:

1. Методы получения композиционных материалов BNK>6-SiC-Si и BNrcKC SiC-Si, обладающие новизной, изобретательским уровнем и технической реализуемостью.

2. Положение о возможности применения пироуглерода как активного вещества, вступающего в химическую реакцию с кремнием, для формирования карбидокремниевой матрицы композиционных материалов ВГ^нС-Бь

3. Результаты расчетов составов композиционных материалов В1Ч-81С-81, получаемых с использованием пироуглерода в качестве вещества, вступающего в реакцию с кремнием с образованием карбидокремниевой матрицы композиционных материалов.

4. Результаты по определению структуры, физико-механических, теплофизических и трибологических свойств композиционных материалов В1Ч-81С-8ь

Апробация работы. Результаты диссертационной работы представлены в виде устных докладов на конференциях:

- шестая всероссийская научно-практическая конференция «Керамические материалы: производство и применение». ФГУП «ВИМИ», 2007 г. (г. Великий Устюг)

- конференции Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) «Неделя науки» (Санкт-Петербург, 2012, 2013,2014 гг.);

- научно-практической конференции, посвященной 184 годовщине образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета), СПбГТИ(ТУ), (Санкт-Петербург, 2012 г)

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 2 статьи в рецензируемых журналах по списку ВАК РФ, и 2 патента на изобретение, а именно:

1. Гордеев, И.С. Композиционные материалы кубический нитрид бора -карбид кремния - кремний/ И.С. Гордеев, С.С. Орданьян//Вопросы материаловедения. - 2012 - № 3. - С. 29-37.

2. Гордеев И.С. Применение пироуглерода как химического реагента при получении композиционных материалов кубический нитрид бора - карбид кремния - кремний/ С.С. Орданьян, И.С. Гордеев // Вопросы материаловедения. -2013-№3.-С. 88-93.

3. Пат. 2266268 Российская Федерация, МПК С 04 В 35/5835, 35/577. Способ изготовления композиционного материала/Гордеев С.К., Орданьян С.С., Гордеев И.С., Пантелеев И.Б.; заявитель и патентообладатель ЗАО «Карбид», Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) - 2003117228/03; заявл. 09.06.03; опубл. 20.12.05.

4. Пат. 2272011 Российская Федерация, С 04 В 35/00. Способ получения композиционного материала/Гордеев С.К., Орданьян С.С., Гордеев И.С., Пантелеев И.Б., Кравчик А.Е., Фадин Ю.Ю. ; заявитель и патентообладатель ЗАО «Карбид», Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) - 2004121068/03; заявл. 01.07.04; опубл. 20.03.06.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 116 страницах машинописного текста, включающего 27 таблиц, 47 рисунков, список литературы из 99 наименований.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Полиморфизм нитрида бора

Нитрид бора в природных условиях не встречается; впервые это соединение синтезировано в 1842 г. Балменом [1]. Было обращено внимание на сходство некоторых свойств нитрида бора и графита (в первую очередь «смазывающие» свойства и легкость скольжения), что послужило основанием для названия нитрида бора «белым графитом». Впоследствии это сходство было объяснено на основе близости структуры и термодинамических свойств обоих веществ [1].

Аналогия в структуре и свойствах графита и графитоподобного нитрида бора дала основание предположить, что в ВМ при высоких давлениях должна существовать алмазоподобная структура. Это предположение на практике подтвердил Венторф в 1957 г., впервые получивший алмазоподобную кубическую (сфалеритную) модификацию ВМ при высоких давлениях, которую он назвал «боразоном» [2]. Вопрос о равновесии графитоподобной и сфалеритной фаз ВЫ наиболее полно рассмотрен Л. И. Фельдгуном и В.М. Давиденко [3]. Используя известные литературные данные о термодинамических свойствах ВЫги ВГ*ТСф, они рассчитали линию равновесия, получив практически линейную зависимость между Р и Т в интервале температур 300 - 1200 К.

В современном виде диаграмма состояния углерода и нитрида бора впервые предложена Банди и Венторфом [4]. Основой для построения этой диаграммы послужили результаты экспериментальных работ [5, 6] по изучению превращений ВИг в В1Чсф в условиях, близких к равновесным. При построении диаграммы использовали экспериментальные данные о фазовых переходах различных модификаций нитрида бора [7] при низких и высоких давлениях, а также результаты исследований полиморфных превращений В1ЧГ в неравновесных условиях [4].

Диаграмма состояния нитрида бора по Банди и Венторфу приведена на рисунке 1.1, где линия равновесия 1 слоистой и тетраэдрических (сфалеритной и

вюрцитной) модификаций нитрида бора, 3 - линия плавления ВН. Заштрихованная область, примыкающая к линии 1, соответствует на практике условиям превращения ВМгв ВЬЦ в присутствии специально вводимых добавок -так называемых катализаторов-растворителей. Использование этих добавок обусловлено тем, что они позволяют приблизить условия образования ВМСф к равновесным и благодаря этому получать относительно крупные (в ряде случаев хорошо ограненные) кристаллы. Именно в таких условиях были осуществлены успешные эксперименты по получению сфалеритного нитрида бора [2].

Рисунок 1.1- Диаграмма состояния нитрида бора

Превращение ВКГ в плотные модификации при высоких давлениях может осуществляться и без каких-либо специально вводимых добавок; такие превращения в нитриде бора Банди и Венторф [4] назвали прямыми, т.е. протекающими непосредственно в однокомпонентной системе без помощи катализаторов и растворителей. На диаграмме состояния температурный ход порогового давления прямых фазовых переходов по данным [4], показан размытой линией 2. Видно, что для осуществления прямых переходов, требуются более высокие давления, чем для превращений в условиях «каталитического синтеза», причем превышение давлений над равновесным должно быть тем больше, чем ниже температура.

Термодинамически стабильной слоистой структурой нитрида бора является гексагональная. Благодаря электростатическому взаимодействию между атомами в решетке, структура гексагональной модификации оказывается значительно более энергетически выгодной, чем ромбоэдрическая, даже при наличии такого малого эффективного заряда в атомах, как использованный в расчетах [8-10]. Энергетическое различие решеток гексагональной и ромбоэдрической модификации В1ЧГ обусловливает значительно меньшую относительную стабильность ромбоэдрической структуры в нитриде бора по сравнению с углеродом.

Выше линии 1 на диаграмме состояния термодинамически стабильны тетраэдрические (сфалеритная и вюрцитная) модификации нитрида бора. Между линией 1 и полосой 2 графитоподобный нитрид бора В1ЧГ находится в метастабильном состоянии, превращаясь в стабильные формы высокого давления только в присутствии катализаторов-растворителей. При достаточно высоких давлениях слоистые структуры в результате прямых фазовых переходов превращаются в тетраэдрические, причем в низкотемпературной области образуется вюрцитная модификация нитрида бора (ВКв), а в высокотемпературной области - ВН:ф. Резкой температурной границы Р-Т областями преимущественного образования сфалеритной и вюрцитной тетраэдрических фаз не существует, часто обе модификации образуются вместе. Результаты исследований механизма и кинетики прямых фазовых переходов в нитриде бора показали, что термодинамически стабильной тетраэдрической структурой является только В1Чсф; гексагональная структура ВН, областей термодинамической стабильности на фазовой диаграмме не имеет [1].

1.1.1 Кристаллическая структура различных модификаций нитрида бора

1.1.1.1 Слоистая структура нитрида бора

Идеализированная модель пространственной решетки ВМГ представляет систему плоских параллельных слоев, отстоящих друг от друга на расстояниях, в 2,5 раза превышающих кратчайшие межатомные расстояния внутри слоев. Слои построены из правильных гексагонов (типа бензольных колец) с углом 120 ° между связями. Каждый атом одного сорта окружен тремя ближайшими атомами другого сорта. На рисунке 1.2 представлена плоская элементарная ячейка ВИГ.

Рисунок 1.2 — Геометрия слоя ВИГ

Рентгеноструктурное исследование графитоподобного нитрида бора, проведенное Пизом [11], показало, что в его решетке все слои находятся друг над другом, причем атомы бора и азота чередуются в направлении оси «с» (рисунок 1.3.а).

Порядок чередования слоев в ВГ<Гг принято обозначать последовательностью АВАВ..., подчеркивая этим двухслойность структуры. Следует, однако, учитывать, что последовательности эти не идентичны. Правильнее порядок укладки слоев в В1ЧГ записывать как АА7 АА7, поскольку все слои в трехмерной решетке графитоподобного ВИ занимают одинаковые положения относительно оси с. Элементарная ячейка трехмерной структуры ВКГ содержит четыре атома в положениях В: [[0, 0, 0]], [[У2, 2/3, Ут]], N1 [[1/3, 2/3, 0]], [[0, 0, Уг]]

в

Рисунок 1.3 - Схематическое изображение структуры полиморфных модификаций нитрида бора: а - графитоподобная, плоскости (001) и (110); б — шорцитная, проекция на плоскости (001) и (110); в - сфалеритная, проекция на

плоскости (001) и (110)

В литературе имеются указания [12] на возможность существования в качестве малой примеси к обычному В1ЧГ ромбоэдрической модификации ВН с чередованием слоев АВСАВС... в решетке. Однако, ромбоэдрический ВИ встречается редко.

1.1.1.2 Тетраэдрическая структура нитрида бора

В отличие от ВГ^г, обладающим специфической, только ему присущей структурой, алмазоподобные модификации ВИ типа вюрцита и сфалерита имеют структуру, свойственную многим полупроводникам, характеризующуюся тетраэдрическим распределением атомов в решетке. Тетраэдрические структуры нитрида бора отличаются от слоистой в первую очередь большей плотностью упаковки атомов, большим координационным числом и значительно меньшей анизотропией. С точки зрения физических свойств, основное отличие слоистой и

тетраэдрической форм ВК проявляется в их твердости: В1ЧСф относится к самым твердым структурам, ВМГ - к одним из самых мягких (в этом смысле нитрид бора представляет пример радикального изменения свойств вещества в результате его полиморфизма).

Основой структуры ВИсф и ВИв, являются координационные тетраэдры, состоящие из двух типов атомов (рисунок 1.4). В идеальных решетках тетраэдра правильные длины всех четырех связей равны между собой, углы между связями составляют 109°28/16//. В кубических структурах все слои, построенные из этих тетраэдров, ориентированы одинаково, в гексагональных - каждый последующий тетраэдрический слой повернут по отношению к предыдущему на 60 ° [13].

Рисунок 1.4 - Координационный тетраэдр в решетках вюрцита и сфалерита

Решетка ВМСф аналогична решетке сфалерита (рисунок 1.5.а), а решетка В1Чв - вюрцита (рисунок 1.5.6). Решетка вюрцита, также как и сфалерита, свойственна соединениям А"В8_П, причем в большинстве случаев эти соединения полиморфны, т.е. могут, в зависимости от условий получения, иметь либо вюрцитную, либо сфалеритную структуру.

Рисунок 1.5 - Элементарные ячейки решеток ВИсф (а) и В Ив (б); двойными

линиями выделены связи В-Ы

Тетраэдрические решетки можно описать с помощью представлений о плотнейших шаровых упаковках, которыми, обладают гранецентрированная кубическая (ГЦК) и гексагональная плотноупакованная (ГПУ) решетки. Кубическая структура В^ф с этой точки зрения представляют две вставленные друг в друга ГЦК подрешетки со смещением на 1/4 пространственной диагонали куба, а гексагональная структура вюрцита - комбинации двух подрешеток ГПУ с относительным смещением, равным 3/8 параметра с. И в кубической решетке, и в гексагональной атомы одной подрешетки занимают половину тетраэдрических пор другой; каждая из подрешеток построена из атомов одного сорта. Тетраэдрические структуры отличаются от структур ГЦК и ГПУ весьма рыхлой упаковкой и значительно меньшим координационным числом.

1.1.2 Физические свойства основных модификаций нитрида бора

Термодинамические свойства В1ЧГ исследованы в работах [15-17]. При температуре 300 К: теплоемкость СР°(Т) = 19,880 Джмоль~'К_1, энергия Гиббса Ор°(Т) = 6,050 Дж моль"1 К"1, энтропия 8Р°(Т) = 14,932 Джмоль-1 К-1, Н°(Т) - Н°(0) = 2,665 кДж моль-1.

Теплоемкость В]Чсф в области низких температур исследована в работах [14-20]. Термодинамические свойства поликристаллов ВГ^Сф, при температуре 298,15 К: СР°(Т) = 16,10 Дне моль"1- К"1 , энергия Гиббса Ор°(Т) = 1,879 Дж моль" '•К-1, энтропия 8Р°(Т) = 6,834 Дж моль"1^'1, Н°(Т) - Н°(0) = 1,477 Дж моль"1^!].

Большинство экспериментальных работ по определению температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) полиморфных модификаций нитрида бора выполнено с помощью прецизионного измерения параметров решетки при различных температурах методом рентгенографии. Основное преимущество данного метода заключается в возможности определения аа и осс на порошках и поликристаллах [22]. Термическое расширение решетки В1ЧГ резко анизотропно. Большинство реальных материалов из В1ЧГ по степени текстуры и анизотропии свойств занимают промежуточное положение между монокристаллами и нетекстурированными материалами. В [23] для пиролитического ВГЧг приводятся значения (при 300 К) аа = 2Т0~6К и ас = 2310~ 6К. ТКЛР ВИсф (при 300 К) а = 1,15-Ю^К-1 [24].

В работе [25] на поликристаллических образцах В]Мсф получена температурная зависимость коэффициента теплопроводности в интервале температур 80 - 1000 К. Максимальное значение коэффициента теплопроводности при 300 К составляла 60 Втм-1К_1. В этой работе было отмечено, что коэффициент теплопроводности совершенных кристаллов В1Чсф должен отвечать диапазону 500 - 1000 Втм_, К-1. Потенциально возможный коэффициент теплопроводности ВМСф согласно [26] при комнатных температурах может составить 1300 Вт.м-1К-1. Успешные попытки измерения теплопроводности монокристаллов ВИбыли предприняты в [27, 28] и определено, что коэффициент теплопроводности составляет 740 - 770 Вт м-1К-1.

Микротвердость по Виккерсу монокристаллов ВИСф составляет 44 - 57 ГПа [14], а для ВИг составляет 0,1 ГПа [29].

1.1.3 Превращение сфалеритного нитрида бора в графитоподобный

Некоторые результаты экспериментальных работ по «графитизации» В1ЧСф при атмосферном давлении (в защитных средах) и в вакууме под действием высоких температур приведены в таблице 1.1. Видно, что температура начала превращения и его интенсивность существенно зависят от дисперсности кристаллических образований исследованных образцов.

Таблица 1.1- Превращение сфалеритного нитрида бора в графитоподобный

Образец Среда Время нагревания Температура, К Характеристика превращения Литература

Монокристаллы Вакуум 30 мин 1370 Превращения нет [30]

Порошок 100 мкм Вакуум 30 мин 1370 11ачало превращения [30]

Порошки, ~ 5-200 мкм Вакуум 1 ч 1770 1 - 2,5 % вес. ВЫГ [31]

1 ч 1870 10-16% вес. В1Ыг [31]

1 ч 2070 80 % вес. ВИГ [31]

Порошок, 140 мкм Вакуум 20 мин 1870 35 % ВЫГ [32]

40 мин 1870 53% В1ЧГ [32]

80 мин 1870 68% ВКГ [32]

Кинетика превращения В1Мсф —► ВКГ подробно исследована в работе [33]. Изотермическому нагреву подвергали две партии образцов ВМСф, отличающихся происхождением и, как следствие, совершенством кристаллической структуры. Образцы первой партии (В1ЧСф-1), были получены в результате «каталитического синтеза». Частицы порошка ВГ^Сф-1 представляли в основном отдельные зерна со средним размером примерно 6 мкм, а основной объем материала - значительно более крупные зерна около 20 мкм. В]ЧСф-2, полученный путем прямого превращения ВИв при давлении 80 кбар и температуре 2300 К, состоял из более мелких зерен (примерно 0,3 мкм) чем В1ЧСф-1.

Кинетические кривые изотермического превращения сфалеритного ВИ в графитоподобный для образцов ВМСф-1 и В1ЧСф-2 приведены на рисунке 1.6.

Уг4

0,8

ЦРЦ МИФ

0,6

0,4

0,2

0 20 40 60 80 100 120 5401", мин

Рисунок 1.6 - Кинетические зависимости изотермического превращения ВГ^Сф в

Превращение ВГЧсф в графитоподобную фазу является ограниченным в широкой области температур. Это обусловлено возникновением значительных напряжений (благодаря большому объемному эффекту), препятствующих дальнейшему росту новой фазы при достижении некоторой предельной для данной температуры степени превращения.

Аналогия в закономерностях превращения сфалеритной и вюрцитной фаз в ВИГ проявляется и в зависимости интенсивности превращения от структурного состояния исходной фазы: степень превращения В1ЧСф-2, обладающего по сравнению с В1ЧСф-1 более дисперсной и дефектной структурой, при одинаковой температуре и времени выдержки значительно больше. Обусловлено это тем, что в первую очередь превращается мелкозернистая составляющая образцов, так как превращение начинается на поверхности зерен.

ВМГ: 1 - 1800 К (ВКСф-1); 2 - 1670 К (ВМсф-2); 3 ~ 1800 К (ВЫсф-2)

1.2 Полиморфизм и физические свойства карбида кремния

Соединение имеет преимущественно ковалентный тип химической связи. Такая связь отличается наибольшей прочностью и энергетической устойчивостью, что обеспечивает близость физических характеристик Б1С и

алмаза. В системе - С формируется только один стехиометрический карбид (рисунок 1.7) [34].

Карбид кремния кристаллизуется в двух основных модификациях: кубической, со структурой сфалерита ({З-БЮ), и гексагональной плотноупакованной (а-81С). Модификация а-БКЗ образует большое число гексагональных и ромбоэдрических политипов, различие в энергетических характеристиках которых невелико. Политипный состав кристаллов зависит от температуры синтеза, давления и состава газовой среды, а также содержания примесей.

С, % (по массе)

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

81 С, % (ат.) С

Рисунок 1.7 - Диаграмма состояния системы - С при давлении 0,1 МПа [34]

Известны работы по изучению системы Бь-С при атмосферном давлении и давлении 101,3 Па [35]. Показано, что существует одна фаза БЮ, которая перитектически разлагается при атмосферном давлении на графит и газовую фазу, обогащенную кремнием, а при высоком давлении - на графит и богатый кремнием жидкий расплав. Все фазы в рассматриваемых системах образуются по

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гордеев, Игорь Сергеевич, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Курдюмов, А. В. Фазовые превращения в углероде и нитриде бора / А. В. Курдюмов, А. Н. Пилянкевич ; - Киев : Наук. Думка, 1979. - 188 с.

2. Wentorf, R. Н. Cubic form of boron nitride / R. H. Wentorf // J. Chem. Phys. -1957.-V. 26.-№4.-P. 956.

3. Фельдгун, Л. И. Термодинамический расчет кривой равновесия гексагонального нитрида бора - кубический нитрид бора / Л. И. Фельдгун, В. М. Давыденко // Абразивы. - 1975. - № 10. - С. 1-5.

4. Bundy, F. P. Direct transformations of hexagonal boron nitride in denser forms / F. P. Bundy, R.H. Wentorf // J. Chem. Phys. - 1963. - V. 38. - № 5. - P. 1144-1149.

5. Wentorf, R. H. High Pressure Chemistry / R. H. Wentorf // J. Chem. Eng. -1961. - V. 68. - № 21. - P. 177-186.

6. Wentorf, R. H. Synthesis of the cubic form of boron nitride / R. H. Wentorf // J. Chem. Phys. - 1961. - V. 34. - № 3. - P. 809-812.

7. Wentorf, R. H. Condensed systems at high pressures and temperatures / R. H. Wentorf// J. Phys. Chem. - 1959. - V. 63. - № 5. - P. 1434-1440.

8. Зоркий, П. M. Кристаллохимический анализ слоистых вандерваальсовых структур / П. М. Зоркий, Л. М. Борисанова // Журнал современных проблем физической химии. - 1973. - Т. 7. - С. 451-552.

9. Никольская, И. В. Некоторые вопросы полиморфных превращений на примере углерода в BN / И. В. Никольская, Л. М. Презман, П. М. Зоркий и др. // ЖФХ. - 1968. - Т. 43. - № 11. - С. 2948-2950.

10. Zunger, A. A molecular calculation of electronic properties of layered crystal approach for hexagonal boron nitride / A. Zunger // J. Phys. C. - 1974. - V. 7. - № 1. -P. 76-106.

11. Pease, R. S. An X-ray study of boron nitride / R. S. Pease // Acta crystallogr. - 1952. - V. 5. - № 3. - P. 356-361.

12. Herold, A. Preparation et structure du nitride de bore / A. Herold, В. Marzluf, P. Perio // - C. r. Acad. sei. Ser., С - 1958. - V. - 246. - № 12. - P. 1866-1868.

13. Верма, А., Полиморфизм и политипизм в кристаллах / А. Верма, П. Кришна // М.: Изд-во Мир, 1969. - 273 с.

14. Курдюмов, А. В. Полиморфные модификации углерода и нитрида бора: справ, изд. / А. В. Курдюмов, В. Г. Малоголовец, Н. В. Новиков, А. Н. Пилянкевич, JT. А. Шульман / М.: Металлургия, 1994. - 318 с.

15. Сирота, Н. Н. Температурная зависимость теплоемкости и некоторых других термодинамических величин графитоподобной модификации нитрида бора в области 5-320 К / Н. Н. Сирота, Н. А. Кофман, Ж. К. Петрова // Изв. АН БССР. Сер. физ.-мат. Наук. - 1975. - № 6. - С. 75-78.

16. Dworkin, A. S. The thermodynamics of boron nitride: Low - temperature heat capacity and enthropy, heats of combustion and formation / A. S. Dworkin, D. J. Sasmor, E. R. Van Artsdalen // J. Chem. Phys. - 1954. - V. 22 - № 5. - P. 837-842.

17. Sichel, E. K. Heat capacity and thermal conductivity of hexagonal pyrolytic boron nitride / E. K. Sichel, R. E. Miller, M. S. Abrahams, C. Y. Buicchi // Phys. Rev. В. - 1976.-V. 13.-№ 10.-P. 4607^1611.

18. Горбунова, В. E. Термодинамические свойства p-BN в области низких температур / В. Е. Горбунова, К. С. Гавричев, Г. А. Тотрова и др. // ЖФК, 1987. -Т. 61.-№ 12.-С. 3357-3360.

19. Сирота, Н. Н. Температурная зависимость теплоемкости кубического нитрида бора в области 5 - 300 К / Н. Н. Сирота, Н. А. Кофман // ДАН СССР, 1975.-Т. 225.-№6.-С. 1316-1318.

20. Соложенко, В. JI. Теплоемкость и термодинамические функции монокристаллов кубического нитрида бора в интервале 4-300 К / В. JT. Соложенко, П. Е. Ячменев, В. А. Вильковский и др. // ЖФК, 1987. - Т. 61. - № 10.-С. 2816-2818.

21. Киселева, И. А. Экспериментальное определение высокотемпературной теплоемкости p-BN / Киселева И. А., Мельчакова JI. В., Топор Н. Д.// Изв. АН СССР. Неорган. Материалы, 1973. - Т. 9. - № 3. - С. 494^195.

22. Курдюмов, А. В., Механизм образования, стабильность и реальная структура лонсдейлита / А. В. Курдюмов, Н. Ф. Островская, А. С. Голубев // Сверхтвердые материалы, 1984.- №4.-С. 17-25.

23. Берштадская, М. Д. Исследование влияния плотности пиролитического нитрида бора на его свойства // Электронная техника, 1978. - Сер. 6. - Вып. 4. - С. 68-73.

24. Slack, G. Thermal expansion of some diamond like crystals / G. Slack, S.F. Bartram // J. Appl Phys. - 1975. - V. 46. - № 1. - P. 89-98.

25. Македон, И. Д. Теплопроводность компактных образцов кубического BN / И. Д. Македон, А. В. Петров, JI. И. Фельдгун // Изв. АН СССР. Неорган. Материалы. - 1972. - Т. 8. - № 4. - С. 765-766.

26. Slack, G. A. Thermal conductivity of pure and impure silicon, silicon carbide and diamond / G. A. Slack // J. Appl. Phys. - 1964. - V. 35. - № 12. - P. 3460-3466.

27. Новиков, H. В. Теплопроводность монокристаллов кубического нитрида бора / Н. В. Новиков, Т. Д. Оситинская, А. А. Шульженко и др.// ДАН УССР. Сер.

A.- 1983.-№10.-С. 74-77.

28. Sichel, Е. К. Heat capacity and thermal conductivity of hexagonal pyrolytic boron nitride / E. K. Sichel, R. E. Miller, M. S. Abrahams, C. J. Buiocchi // Phys. Rev.

B. - 1976. - V. 13. -№ 10. - P. 4607-4611.

29. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений / под ред. Т. Я. Косолаповой, М.: «Металлургия», 1986. - С. 259-570.

30. Друй, М.С. Влияние термообработки в вакууме на некоторые свойства порошков эльбора и алмаза / М. С. Друй, М. И. Сохор, В. Ф. Мгеладзе и др.//Абразивы, 1972. - № 5. - С. 1-3.

31. Гатилова, Е. Г. О превращениях кубического BN при повышенных температурах/ Е. Г. Гатилова, В. Г. Малоголовец// - В кн.: Методы получения, свойства и применение нитридов. Киев: ОНТИ ИПМ АН УССР, 1972. - С. 326331.

32. Гатилова, Е. Г. Исследование кинетики полиморфного превращения кубического BN в гексагональную модификацию/ Е. Г. Гатилова, В. Г.

Малоголовец, Г. А. Колесниченко и др. - В кн.: Адгезия расплавов, 1974. - С. 135-138.

33. Курдюмов, А.В. О механизме и кинетике превращения сфалеритного нитрида бора в графитоподобный / А. В. Курдюмов, Н. Ф. Островская, А. Н. Пилянкевич и др.// Докл. АН УССР, 1976. - Сер. А. - № 10. - С. 937-940.

34. Лякишев, Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник: в 3 т. Т. 1 / под общ.ред. Н. П..Лякишева. / М. : Машиностроение, 1996.-992 С.

35. Гнесин, Г. Г. Карбидокремниевые материалы/ Г. Г. Гнесин // М : Металлургия, 1977. - С. 215.

36. Сайфуллин, Р.С. Физикохимия неорганических полимерных и композиционных матреиалов/ Р.С. Сайфуллин // М : Химия, 1990. - 240 с.

37. Косолапова Т.Я. Неметаллические тугоплавкие соединения / Т.Я. Косолапова, Т.В. Андреева, Т.С. Бартницкая, Г.Г. Гнесин, Г.Н. Макаренко, И.И. Осипова, Э.В. Прилуцкий // М.: Металлургия, 1985. - 224 с.

38. Гаршин, А. П. Машиностроительная керамика / А. П. Гаршин, В. М. Гропянов, Г. П. Зайцев, С. С. Семенов. // СПб.: Изд-во СПбГГУ, 1997. - 726 с.

39. Агеев, О. А. Карбид кремния: технология, свойства, применение / О. А. Агеев, А. Е. Беляев, Н. С. Болтовец, В. С. Киселев, Р. В. Конакова, А. А. Лебедев, В. В. Милекин, О. Б. Охрименко, В. В. Поляков, А. М. Светличный, Д. И. Чередниченко // Под общей редакцией член-корр. НАНУ, д.ф.-м.н., проф. Беляева А. Е. и д.т.н., проф. Конаковой Р. В. / Харьков: «ИСМА», 2010. - 532 с.

40. Fitzer, Е. Fibre reinforced silicon carbide / E. Fitzer, R. Gadow // Am. Ceram.Soc. Bull. - 1986. - № 65. - V. 2. - P. 326-335.

41. Zhou, H. Kinetics model for the growth of silicon carbide by the reaction of liquid silicon with carbon / H. Zhou, R. N. Singh // J. Am. Ceram. Soc. - 1995. - V. 78, 9.-P. 2456-2462.

42. Zollfrank, C. Microstructure evolution and reaction mechanism of biomorphous SiCSiC ceramics / C. Zollfrank, H. Sieber // J. Am. Ceram. Soc. - 2005. -V.-88, 1.-P. 51-58.

43. Gadow, R. Die Silizierung von Kohlenstoff/ R. Gadow// Ph. D. thesis, University of Karlsruhe. - 1986.

44. Pyzalski, M. Reaction between carbon fibres and molten silicon: heat determination using DTA / M. Pyzalski, J. Bialoskorski, E. Walasek // J. Therm. Anal. -1986.-V.-31.-P. 1193-1196.

45. Pampuch, R. Mechanism of reactions in Sil+Cf system / R. Pampuch, E. Walasek, J. Baloskorski // Ceram. Int. - 1987. - V. - 13, 1. - P. 63-68.

46. Sawyer, G.R. Microstructural characterization of REFEL (reaction bonded) silicon carbide / G. R. Sawyer, T. F. Page // J. Mater. Sci. - 1978. - V. - 13, 4. - P. 885-904.

47. Chakrabarti, O. P. Growth of SiC particles in reaction sintered SiC / O. P. Chakrabarti, P. K. Das, J. Mukerji // Mat. Chem. Phys. - 2001. - V. - 67. - P. 199-202.

48. Scace, R. T. Solubility of carbon in silicon and germanium / R. T. Scace, S. A. Slack // J. Chem. Phys. - 1959. - V. - 30, 6. - P. 1551-1555.

49. Pancholi, V. Microstructural characterization using orientation imaging microscopy of cellular Si/SiC ceramics synthesized by replication of Indian dicotyledonous plants / V. Pancholi, D. Mallick, Ch. AppaRaoc, I. Samajdar, O. P. Chakrabarti, H. S. Maiti, R. Majumbard // J. Eur. Ceram. Soci. - 2007. - V. - 27. - P. 367-376.

50. Пат. 4536449 USA, МПК C04B35/573. Reaction bonded silicon carbide artefacts/ Kennedy P., Parkinson K.; United Kingdom Atomic Energy Authority (London, GB2). - № 06/644359; заявл. 27.08.1984; опубл. 20.08.1985.

51. Shuaib, M. Wear behavior of a REFEL SiC containing fluorides up to 900 °C / M. Shuaib, T.J. Davies // Wear. - April 2001. - V. - 249, 1-2 - P. 20-30.

52. Mahdavinejad, R. The behavior of REFEL SiC under electrodischarge machining / R. Mahdavinejad, M. Mahraban, D. Mahdavinejad // Proc. Ins. Mechan. Engineers, В J.Eng.Manufacture. - 2006. - V. - 220. - № 10. - P. 1635-1646.

53. Chang-Bin, L. Strength variations of reaction-sintered SiC heterogeneously containing fine-grained (3-SiC / L. Chang-Bin, I. Takayoshi // J.Mat.Sc. - 1988. - V. -23.-№9.-P. 3248-3253.

54. Фирма Silicon Carbide Products, Inc., США, [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.scprobond.coin/products свободный. - Загл. с экрана.

55. Фирма HiTech Technical Ceramics, Ltd, [Электронный ресурс] Режим доступа http://www.hitech-ceramics.com/materials/silicon-carbide.php свободный. -Загл. с экрана.

56. International commitee for characterization and terminology of carbon // Carbon - 1982. - V. 20 - № 5. - P. 445-449.

57. Мухина, Т. H. Пиролиз углеводородного сырья / Т. Н. Мухина, Н. JI. Барабанов, С. Е. Бабаш и др. // М.,1987. - 240 с.

58. Мухина, Т.Н., Ингибирование коксообразования при пиролизе с помощью полисилоксанов / Т. Н. Мухина, Н. JI. Барабанов, И. Д. Полонская // Нефтепереработка и нефтехимия - 1977. - № 1. - С. 25-27.

59. Столяр, Г. Л. Ингибирование коксоотложения в печах пиролиза / Столяр Г. Л., Мухина Т. Н., Меньшиков В.А. и др.//М., ЦНИИТЭнефтепром.- 1983.- 32 с.

60. McAllister, L. Multidirectional Carbon-carbon composites / L. McAllister, W. Lachmann //In: Handbook of Composites. - 1983. - V. - 4. - P. 109-175.

61. Тарнопольский, Ю. M. Пространственно-армированные композиционные материалы / Ю. М. Тарнопольский, И. Г. Жигун, В. А. Поляков // М. : Машиностроение. - 1987. - 224 с.

62. Композиционные материалы / Справочник. - М. : Машиностроение. -1990.-512 с.

63. Касаточкин, В. И. Переходные формы углерода / В. И. Касаточкин // В кн.: Структурная химия углерода и углей. - М.: Наука - 1969. - С. 7-16.

64. Мельниченко, В. М. Строение полимерного углерода / В. М. Мельниченко, А. М. Сладков, Ю. Н. Никулин // Успехи химии - 1982. - Т. - 51. -№5.-С. 736-763.

65. Bokros, J. Deposition, structure and properties of pyrolitic carbon / J. Bokros // In: Chemistry and Physics of carbon. - 1969. - V. - 5. - P. 1-118.

66. Свойства конструкционных материалов на основе углерода / Справочник // М.: Металлургия - 1975. - 335 с.

67. Островский, В. С. Искусственный графит / В. С. Островский, Ю. С. Вергильев, В. И. Костиков, Н. Н. Шипков // М.: Металлургия. - 1986. - 272 с.

68. Фиалков А. С. Углеграфитовые материалы / А. С.Фиалков // М. : Энергоатом из дат. - 1979. - 320 с.

69. Аварбэ, Р. Г. Химическое газофазное осаждение тугоплавких конструкционных материалов / Р. Г. Аварбэ // В сб.: Химическое газофазное осаждение тугоплавких неорганических материалов. — JT. — 1976 . - С. 3-31.

70. Богомолов, Н. А. Гетерогенное, гетерогенно-гомогенное и гомогенное образование углерода на поверхности твердых веществ из смеси метан-тетрахлорметан / Н. А. Богомолов, С. К. Гордеев, Е. П. Смирнов, В. Б. Алесковский // ДАН СССР. - 1985. - Т. - 281. - № 4. - С. 876-879.

71. Смирнов, Е. П. Граничные условия образования дисперсного углерода в системе метан-тетрахлорметан / Е. П. Смирнов, С. К. Гордеев, Ю. Б. Некрашевич, А. Б. Жидков, Н. А. Богомолов // Химия твердого топлива. - 1984. - № 2. — С. 139-141.

72. Теснер П.А. Кинетика образования пироуглерода / П.А. Теснер // Итоги науки и техники, сер. Кинетика и катализ. - М. - 1987. - 64 с.

73. Волков, Г.М. Влияние дисперсного углерода на формирование надмолекулярной структуры пиролитических углеродных отложений / Г. М. Волков, Е. Н. Захарова, В. Н. Калугин // Химия твердого топлива. - 1972. - № 4. -С.155-157.

74. Волков, Г. М. Влияние дисперсного углерода на кинетику роста углеродных отложений / Г. М. Волков, В. Н. Калугин // Химия твердого топлива. - 1972.-№5.-С. 90-93.

75. Желиховская, Э. Н. Оптические исследования структуры пироуглерода / Э. Н. Желиховская, К. И. Сысков // Химия твердого топлива. - 1970. - № 5. - С. 93-97.

76. Pierson, Н. О. The chemical vapor deposition of carbon fibers / H. O. Pierson, M. L. Lieberman // Carbon. - 1975. - V. - 13. - № 3. - P. 159-166.

77. Алмаз / Справочник.// К.: Наукова думка. - 1981. - 78 с.

78. Сысков, К. И. О физико-механических свойствах пироуглерода / К. И. Сысков, Э. Н. Желиховская // В сб.: Конструкционные материалы на основе графита, М. - 1966. - № 2. - С .131-133.

79. Печик, В. К. Уплотнение пиролитическим углеродом пористых углеграфитовых материалов в процессе их термической обработки в атмосфере природного газа / В. К. Печик, К. И. Макаров, П. А. Теснер //Химическая промышленность. - 1964. - № 11. - С. 8-12.

80. Мосин, А. М. К вопросу о влиянии градиента температур на уплотнение углеграфитовых материалов пироуглеродом / А. М. Мосин, В. Ю. Николаев, М. И. Рогайлин // Химия твердого топлива. - 1967. - № 4. - С. 107-109.

81. Ковалевский, Н. Н. К теории объемного уплотнения графита пиролитическим углеродом / Н. Н. Ковалевский, М. И. Рогайлин, И. JI. Фарберов // Химия твердого топлива. - 1970. - № 2. - С. 141-148.

82. Желиховская, Э. Н. Получение поверхностных пленок пироуглерода при низкотемпературном пиролизе углеводородов / Э. Н. Желиховская, К. И. Сысков // В сб.: Конструкционные материалы на основе графита, М. - 1967. - № 3. - С. 80-83.

83. Власов, Е. Г. Изменение пористой структуры и скорости науглероживания графита в процессе объемного уплотнения пиролитическим углеродом/ Е. Г.Власов, А. Н. Деев, J1. Б. Непомнящий // В сб. Конструкционные материалы на основе графита, М. - 1971. - № 6. - С. 95-100.

84. Kotlensky, W. V. Deposition of pyrolytic carbon in porous solids / W.V.Kotlensky // In: Chemistry and Physics of carbon. - 1973. - V. - 9. - P.173-262.

85. Теснер, П.А. Образование углерода из углеводородной газовой фазы / П.А.Теснер // М.: Химия. - 1972. - 136 с.

86. А. с. 1825769 СССР, МКИ3 С04В41/80. Способ изготовления огнеупорных изделий / С. К. Гордеев, В. Н. Федоров, В. В. Смирнов, Г. П. Грищенков, С. Г. Жуков (СССР). - №4910169/33; заявл. 12.02.91; опубл. 07.07.93, Бюл.№ 25 - 2с.

87. Гогоци, Г. А. Трещиностойкость керамики на основе диоксида циркония / Г. А. Гогоци, В. П. Завада, А. И. Фесенко // - М. : Деп. в ВИНИТИ - 1989. - № 2690. - 89 с.

88. Физические величины / под ред. И. С. Григорьевой. М. : «Энергоатомиздат», 1991. - 1232 с.

89. Пат. 2266268 Российская Федерация, МГПС С 04 В 35/5835, 35/577. Способ изготовления композиционного материала/Гордеев С.К., Орданьян С.С., Гордеев И.С., Пантелеев И.Б.; заявитель и патентообладатель ЗАО «Карбид», Санкт-Петербургский Государственный технологический институт (Технический университет) - 2003117228/03; заявл. 09.06.03; опубл. 20.12.05.

90. Пат. 2272011 Российская Федерация, С 04 В 35/00. Способ получения композиционного материала/Гордеев С.К., Орданьян С.С., Гордеев И.С., Пантелеев И.Б., Кравчик А.Е., Фадин Ю.Ю. ; заявитель и патентообладатель ЗАО «Карбид», Санкт-Петербургский Государственный технологический институт (Технический университет) - 2004121068/03; заявл. 01.07.04; опубл. 20.03.06.

91. Гордеев И.С. Композиционные материалы кубический нитрид бора — карбид кремния - кремний / И.С. Гордеев, С.С. Орданьян // Вопросы материаловедения. - 2012 - № 3. - С. 29-37.

92. Гордеев И.С. Применение пироуглерода как химического реагента при получении композиционных материалов кубический нитрид бора - карбид кремния - кремний / С.С. Орданьян, И.С. Гордеев // Вопросы материаловедения. — 2013 -№3.- С. 88-93.

93. Андреевский, Р. А., Спивак, И. И. Прочность тугоплавких соединений и материалов на их основе / Р. А. Андреевский, И. И. Спивак // Справ.изд. / Челябинск, Металлургия. Челябинское отделение, 1989. - 368 с.

94. Шваб, С. А., Егоров, Ф. Ф. Порошковая металлургия / С.А. Шваб, Ф.Ф. Егоров // 1983. - № 4. - С. 22 - 25.

95. Падерно, В. Н., Лесная, М. И., Мартыненко, А. М., Чугунова, С. И. // Порошковая металлургия. 1983. - № 5. - С. 272.

96. Ruh R., Zangvila., Berlowe J. // J. Amer. Ceram. Soc. - 1982. - V. - 65. - № 5. P. 260-265; Amer. Ceram. Soc. Bull. - 1985. - V. - 64. - № 10. - P. 1373-1380.

97. Mazdiyashi, K. S., Ruh, R., Hermes, E. E. // J. Amer. Ceram. Soc. - 1981. -V. - 64. - № 7. - P. 415-419; Amer. Ceram. Soc. Bull. - 1985. - V. 64. - № 8. - P. 1149-1156.

98. Dutta // J. Amer. Ceram. Soc. - 1982. - V. - 65. - № 1. - P. C2 - C3; 1985. -V. - 68. - № 10. - P. C269-C270.

99. Vlasov, A. Thermal properties of diamond / carbon composites / A. Vlasov, V. Ralchenko, S. Gordeev, D. Zakharov, I. Vlasov, P. Belobrov // Diamond and Related Materials. - 2000. - № 9. - P. 1104-1109.