Кинетика высокотемпературного окисления нанокерамики Si₃N₃-Al₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂

Abstract

Обсуждается кинетика высокотемпературного окисления до 1600 °С на воздухе нанокерамики Si₃N₄–2%Al₂O₃–5%Y₂O₃–(0–10%)ZrO₂. Установлено, что добавки ZrO₂ существенно влияют на кинетику окисления нитридокремниевой керамики. Небольшие добавки оксида циркония повышают стойкость материала к окислению за счет образования непрерывного слоя кристобалита на поверхности раздела окалина – керамика, который служит барьером для диффузии кислорода. Повышение содержания ZrO₂ до 10% значительно снижает стойкость к окислению.

Обговорюється кінетика високотемпературного окислення до 1600 °С на повітрі нанокераміки Si₃N₄–2%Al₂O₃–5%Y₂O₃–(0–10%)ZrO₂. Встановлено, що домішки ZrO₂ істотно впливають на кінетику окислення нітридокремнієвої кераміки. Невеликі домішки оксиду цирконію поліпшують стійкість матеріалу до окислення за рахунок утворення безперервного шару кристобаліту на поверхні розділу окалина – кераміка, який є бар’єром для дифузії кисню. Підвищення вмісту ZrO₂ до 10% значно знижує стійкість до окислення.

The oxidation behaviour of Si₃N₄–2%Al₂O₃–5%Y₂O₃–(0–10%)ZrO₂ at the temperature up to 1600 °С in air has been discussed. It was found that ZrO₂ additives notably effect the kinetics of oxidation of silicon nitride ceramics. Small amount of ZrO₂ improved the oxidation resistance of material in consequence of a continuous cristobalite layer forms on the glassy scale – ceramics interface providing a barrier to oxygen diffusion. Increase of content ZrO₂ up to 10% considerably decreases resistance to oxidation.