Измерение упругого предела Гюгонио в керамике «Идеал»

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

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.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. Я. Шевченко

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

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

В. Н. Лепин

АО «Концерн Калашников»

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

А. В. Лушников

АО «Концерн Калашников»

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

С. М. Алдошин

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: perevislov@mail.ru
Russian Federation, 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»

Author for correspondence.
Email: perevislov@mail.ru
Russian Federation, 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
Russian Federation, 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
Russian Federation, 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
Russian Federation, 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
Russian Federation, 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
Russian Federation, 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
Russian Federation, 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
Russian Federation, 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
Russian Federation, 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семёнова, 1

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Velocity profiles of the contact surface and the loading scheme of ceramic samples "Ideal". The impact velocities are indicated for the profiles and the arrows show the moments of deflection destruction.

Download (130KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Mass velocity profiles at the sample—water boundary under fixed loading conditions and different sample thicknesses.

Download (99KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Mass velocity profiles at the sample—water boundary with a change in shock compression pressure.

Download (83KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Characteristic oscillogram of the experiment with the Mach explosive cumulative generator.

Download (93KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Impact adiabatic in pressure — specific volume coordinates.

Download (85KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences