Взаимодействие иридия с карбидокремниевой керамикой с участием жидкой фазы

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследовано взаимодействие в диффузионных па́рах иридий–карбид кремния при температурах 1500–1800°C с различным временем выдержки в условиях образования жидкости. Изучены микроструктура, фазовый и элементный составы диффузионной зоны, формирующейся при температурах выше образования эвтектик и/или плавления отдельных продуктов реакции – силицидов иридия. Показано, что микроструктура диффузионной зоны, формирующейся в условиях образования жидкости, отличается от той, которая формируется в условиях твердофазного взаимодействия между иридием и карбидом кремния. При температуре выше 1700°C содержание Si в расплаве Ir–Si становится больше 50 мол. %, что приводит к кристаллизации фаз Ir3Si4 и Ir3Si5 при охлаждении. Углерод, выделяющийся в ходе взаимодействия иридия с SiC, графитизируется с ростом температуры и времени выдержки.

About the authors

Институт химии твердого тела и механохимии СО Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: golosov@solid.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18

Институт химии твердого тела и механохимии СО Российской академии наук

Email: golosov@solid.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18

Институт химии твердого тела и механохимии СО Российской академии наук

Email: golosov@solid.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО Российской академии наук

Email: golosov@solid.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3

Институт химии твердого тела и механохимии СО Российской академии наук

Email: golosov@solid.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18

References

  1. Kim Y.-W., Malik R. SiC Ceramics, Structure, Processing and Properties // Encyclopedia of Materials: Technical Ceramics and Glasses / Ed. Pomeroy M. Oxford: Elsevier, 2021. P. 150–164. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818542-1.00022-9
  2. DiCarlo J.A., Yun H., Morscher G.N., Bhatt R.T. SiC/SiC Composites for 1200°C and Above // Handbook of Ceramic Composites / Ed. Bansal N.P. N. Y.: Springer, 2005. P. 77–98. https://doi.org/10.1007/0-387-23986-3_4
  3. Wu W., Chen Z. Iridium Coating: Processes, Properties and Application. Part I // Johnson Matthey Technol. Rev. 2017. V. 61. № 1. P. 16–28. https://doi.org/10.1595/205651317X693606
  4. Jin X., Fan X., Lu C., Wang T. Advances in Oxidation and Ablation Resistance of High and Ultra-High Temperature Ceramics Modified or Coated Carbon/Carbon Composites // J. Eur. Ceram. Soc. 2018. V. 38. № 1. P. 1–28. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2017.08.013
  5. Jehn H., Volker R., Ismail M.I. Iridium Losses During Oxidation // Platinum Met. Rev. 1978. V. 22. № 3. P. 92–97.
  6. Wimber R.T., Hills S.W., Wahl N.K., Tempero C.R. Kinetics of Evaporation/Oxidation of Iridium // Metall. Trans. A. 1977. V. 8. № 1. P. 193–199. https://doi.org/10.1007/BF02677281
  7. Wimber R.T., Kraus H.G. Oxidation of Iridium // Metall. Trans. 1974. V. 5. № 7. P. 1565–1571. https://doi.org/10.1007/BF02646327
  8. Criscione J.M., Volk H.F., Smith A.W. Protection of Graphite from Oxidation at 2100 deg C // AIAA J. 1966. V. 4. № 10. P. 1791–1797. https://doi.org/10.2514/3.3779
  9. Sun L., Wang B., Wang Y. A Schottky-Junction-Based Platinum Nanoclusters@silicon Carbide Nanosheet as Long-Term Stable Hydrogen Sensors // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 473. P. 641–648. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.12.193
  10. Kerimov E.A. Study of Photodetectors with Schottky Barriers Based on the IrSi–Si Contact // Russ. Microelectron. 2023. V. 52. № 1. P. 32–34. https://doi.org/10.1134/S1063739722030040
  11. Hill P.J., Cornish L.A., Witcomb M.J. Constitution and Hardnesses of the Al–Ir System // J. Alloys Compd. 1998. V. 280. № 1–2. P. 240–250. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(98)00748-8
  12. Katoh Y., Snead L.L. Silicon Carbide and Its Composites for Nuclear Applications – Historical Overview // J. Nucl. Mater. 2019. V. 526. P. 151849. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2019.151849
  13. Yunfeng H., Zhengxian L., Jihong D., Chunliang H. Solid State Reaction of Ir with SiC and Ir with Y2O3 // Rare Met. Mater. Eng. 2012. V. 41. № 7. P. 1149–1152. https://doi.org/10.1016/S1875-5372(12)60059-9
  14. Golosov M.A., Lozanov V.V., Titov A.T., Baklanova N.I. Toward Understanding the Reaction between Silicon Carbide and Iridium in A Broad Temperature Range // J. Am. Ceram. Soc. 2021. V. 104. № 12. P. 6653–6669. https://doi.org/10.1111/jace.17978
  15. Golosov M., Lozanov V., Baklanova N. The Study of the Iridium – Silicon Carbide Reaction by Raman and IR Spectroscopy // Mater. Today: Proc. 2020. V. 25. P. 352–355. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.12.088
  16. Golosov M.A., Utkin A.V., Lozanov V.V., Titov A.T., Baklanova N.I. Microstructural Patterning of the Reaction Zone Formed by Solid-State Interaction between Iridium and SiC Ceramics // Materials. 2023. V. 27. P. 101647. https://doi.org/10.1016/j.mtla.2022.101647
  17. Camarano A., Narciso J., Giuranno D. Solid State Reactions between SiC and Ir // J. Eur. Ceram. Soc. 2019. V. 39. № 14. P. 3959–3970. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.06.009
  18. Okamoto H. Ir–Si (Iridium-Silicon) // J. Phase Equilib. Diffus. 2007. V. 28. № 5. P. 495–495. https://doi.org/10.1007/s11669-007-9151-5
  19. Bhanumurthy K., Schmid-Fetzer R. Interface Reactions between Silicon Carbide and Metals (Ni, Cr, Pd, Zr) // Composites, Part A. 2001. V. 32. № 3–4. P. 569–574. https://doi.org/10.1016/S1359-835X(00)00049-X
  20. Chou T.C. High Temperature Reactions between SiC and Platinum // J. Mater. Sci. 1991. V. 26. № 5. P. 1412–1420. https://doi.org/10.1007/BF00544487
  21. Searcy A.W., Finnie L.N. Stability of Solid Phases in the Ternary Systems of Silicon and Carbon with Rhenium and the Six Platinum Metals // J. Am. Ceram. Soc. 1962. V. 45. № 6. P. 268–273. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1962.tb11142.x
  22. Novakovic R., Delsante S., Giuranno D. Design of Composites by Infiltration Process: A Case Study of Liquid Ir-Si Alloy/SiC Systems // Materials. 2021. V. 14. № 20. P. 6024. https://doi.org/10.3390/ma14206024

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (2MB)
Indexing metadata
3.

Download (2MB)
Indexing metadata
4.

Download (4MB)
Indexing metadata
5.

Download (778KB)
Indexing metadata
6.

Download (1MB)
Indexing metadata
7.

Download (123KB)
Indexing metadata
8.

Download (2MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 М.А. Голосов, А.В. Уткин, В.В. Лозанов, А.Т. Титов, Н.И. Бакланова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».