Измерение упругого предела Гюгонио в керамике «Идеал»

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые исследована новая керамика «Идеал», композит алмаз — карбид кремния, полученная в реакционно-диффузионном процессе Тьюринга, что позволяет получать материалы с оптимальным набором физико-механических свойств. Отмечается упруго-хрупкое разрушение, связанное с распространением ударной волны в двухкомпонентной системе. Найден динамический предел упругости, определяемый свойствами карбида кремния, равный 13.4 ГПа. Проведены измерения ее динамического предела упругости и откольной прочности в области упругого деформирования. Определена ударная сжимаемость керамики до давления 625 ГПа.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Я. Шевченко

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН; НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2; 191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

А. С. Орыщенко

НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

В. Н. Лепин

АО «Концерн Калашников»

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 117218, Москва, ул. Кржижановского, 18

А. В. Лушников

АО «Концерн Калашников»

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 117218, Москва, ул. Кржижановского, 18

С. М. Алдошин

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семёнова, 1

С. Н. Перевислов

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН; НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»

Автор, ответственный за переписку.
Email: perevislov@mail.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2; 191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

И. В. Ломоносов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семёнова, 1

А. С. Савиных

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семёнова, 1

Г. В. Гаркушин

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семёнова, 1

С. В. Разорёнов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семёнова, 1

В. М. Мочалова

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семёнова, 1

А. В. Уткин

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семёнова, 1

Д. Н. Николаев

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семёнова, 1

В. Б. Минцев

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: perevislov@mail.ru
Россия, 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семёнова, 1

Список литературы

  1. Ковальчук М.В., Орыщенко А.С., Шевченко В.Я., Перевислов С.Н. Композиционный материал // Патент № 2731703 C1 от 08.09.2020. Заявка № 2019136844 от 15.11.2019.
  2. Ковальчук М.В., Орыщенко А.С., Шевченко В.Я., Петров С.Н. Способ получения композиционного материала // Патент № 2732258 C1 от 14.09.2020. Заявка № 2019143480 от 19.12.2019.
  3. Turing A. The chemical basis of morphogenesis // Philos. Trans. R. Soc. London. Ser. B. 1952. V. 237. № 641. Р. 37–72.
  4. Shevchenko V.Y., Kovalchuk M.V., Oryshchenko A.S., Perevislov S.N. New chemical technologies based on Turing reaction-diffusion processes // Doklady Chemistry. Pleiades Publishing. 2021. V. 496. № 2. P. 28–31.
  5. Shevchenko V.Y., Perevislov S.N., Ugolkov V.L. Physicochemical interaction processes in the carbon (diamond)-silicon system // Glass Physics and Chemistry. 2021. V. 47. № 3. Р. 197–208.
  6. Shevchenko V.Y., Perevislov S.N. Reaction-diffusion mechanism of synthesis in the diamond-silicon carbide system // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2021. V. 66. № 8. P. 1107–1114.
  7. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М.: Гостехиздат, 1953. 737 с.
  8. Knippenberg W.F. Growth phenomena in silicon carbide // Philips Res. Report. 1963. V. 18. P. 161–274.
  9. Канель Г.И., Фортов В.Е., Разоренов С.В. Ударные волны в физике конденсированного состояния // Успехи физических наук. 2007. Т. 177. № 8. С. 809–830.
  10. Канель Г.И., Зарецкий Е.Б., Разоренов С.В., Ашитков С.И., Фортов В.Е. Необычные пластичность и прочность металлов при ультракоротких длительностях нагрузки // Успехи физических наук. 2017. Т. 187. № 5. С. 525–545.
  11. Barker L.M., Hollenbach R.E. Laser interferometer for measuring high velocities of any reflecting surface // J. Appl. Phys. 1972. V. 43. P. 4669.
  12. Bartkowski P., Dandekar D.P. Spall strength of sintered and hot pressed silicon carbide // Shock Compression of Condensed Matter. 1995. Eds. S. C. Schmidt and W.C. Tao. Elsev. sci. Publ. AIP Conference Proceedings. 1996. V. 370. P. 535–538.
  13. Gregor M.C., Fratanduono D.E., McCoy C.A., Polsin D.N., Sorce A., Rygg J.R., Collins G.W., Braun T., Celliers P.M., Eggert J.H., Meyerhofer D.D., Boehly T.R. Hugoniot and release measurements in diamond shocked up to 26 Mbar // Physical Review B. 2017. V. 95. № 14. P. 144114.
  14. McWilliams R.S., Eggert J.H., Hicks D.G., Bradley D.K., Celliers P.M., Spaulding D.K., Boehly T.R., Collins G.W., Jeanloz R. Strength effects in diamond under shock compression from 0.1 to 1 TPa // Physical Review B. 2010. V. 81. № 1. P. 014111.
  15. Savinykh A.S., Kanel G.I., Razorenov S.V., Rumyantsev V.I. Evolution of shock waves in SiC ceramic // Technical Physics. 2013. V. 58. P. 973–977.
  16. Li Y., Cao X., Yu Y., Li X., Zhang L., Zhu W., Zhou X., He H., Meng D., He D. Shock compression of diamonds in silicon carbide matrix up to 110 GPa // Journal of Applied Physics. 2020. V. 128. № 24. P. 245901.
  17. Katagiri K., Ozaki N., Umeda Y., Irifune T., Kamimura N., Miyanishi K., Sano T., Sekine T., Kodama R. Shock Response of Full Density Nanopolycrystalline Diamond // Physical Review Letters. 2020. V. 125. P. 185701.
  18. Nikolaev D., Ternovoi V., Kim V., Shutov A. Plane shock compression generators, utilizing convergence of conical shock waves // J. Phys. Conf. Ser. 2014. V. 500. P. 142026.
  19. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Физматлит, 2008. 656 с.
  20. Lomonosov I.V., Bushman A.V., Fortov V.E., Khishenko K.V. Caloric Equations of State of Structural Materials // AIP Conference Proceedings; AIP: Colorado Springs, Colorado (USA). 1994. V. 309. P. 133.
  21. Knudson M.D., Desjarlais M.P. Adiabatic Release Measurements in α-Quartz between 300 and 1200 GPa: Characterization of α-Quartz as a Shock Standard in the Multimegabar Regime // Physical Review B. 2013. V. 88 (18). P. 184107.
  22. Николаев Д.Н., Кулиш М.И., Дудин С.В., Минцев В.Б., Ломоносов И.В., Фортов В.Е. Ударная сжимаемость монокристаллического кремния в диапазоне давления 280–510 ГПа // ТВТ. 2021. V. 59. № 6. C. 860.
  23. Li Y., Zhang L., Yu Y., Zhang Y., Wang Q., Cao X., B. Gan, X. Zhou, Ch. Meng, H. He, He D. Shock response of micro-grained diamond-SiC composite // J. Appl. Phys. 2021. V. 130. P. 025902.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Профили скорости контактной поверхности и схема нагружения образцов керамики «Идеал». У профилей указаны скорости удара и стрелками показаны моменты откольного разрушения.

Скачать (130KB)
3. Рис. 2. Профили массовой скорости на границе образец — вода при фиксированных условиях нагружения и различной толщине образцов.

Скачать (99KB)
4. Рис. 3. Профили массовой скорости на границе образец — вода при изменении давления ударного сжатия.

Скачать (83KB)
5. Рис. 4. Характерная осциллограмма эксперимента с маховским взрывным кумулятивным генератором.

Скачать (93KB)
6. Рис. 5. Ударная адиабата в координатах давление — удельный объем.

Скачать (85KB)

© Российская академия наук, 2024