Исследование СВС-композиционных материалов, полученных в системе Аl-ZrSiO4-Cr2O3-N2

Определены физико-механические характеристики синтезированных нитридсодержащих композитов в системе Аl-ZrSiO₄-Cr₂O₃-N₂ [121]. Прочностные характеристики приведены на рисунке 35.

Примечательным является значительное увеличение прочности в несколько раз (до 160 МПа) в системе, содержащей оксид хрома по сравнению с системой без него. С увеличение содержания алюминия энергетика системы и соответственно температура горения и прочность возрастает.

Рисунок 35 — Зависимости прочности образцов от давления азота в системе Аl-ZrSiO4-Cr2O3-N2.

Изучение микроструктур на сколах исследуемых образцов (рисунки 35, 36) показало некоторое морфологическое отличие структуры хром содержащего композита от ранее полученных. На рисунке 36 показаны электронно-микроскопические снимки морфологии поверхности скола продуктов синтеза при различном увеличении.

а — увеличение 5000 раз; б — увеличение 20 000 раз.

Рисунок 36 — Электронно-микроскопические снимки поверхности композита на основе системы Аl-ZrSiO4-Cr2O3-N2

Элементный анализ (рисунок 37) указывает на сложную структуру нитевидных вискеров, состоящих преимущественно из соединений циркония и хрома.

Рисунок 37 — Элементный анализ композита на основе циркона и оксида хрома.

Как видно (рисунки 36, 37) нитевидное вискеры нитрида хрома являются наноразмерными. Обращает на себя внимание наличие в структуре нитевидных вискеров диаметром 60−150 нм. Именно они выполняют армирующую роль в матрице композита, обеспечивающие столь высокую прочность материала.