Сложнопрофильные элементы аэрокосмической техники из реакционноспеченной карбидокремниевой керамики

Представлены результаты исследования процесса получения сложнопрофильных элементов подложки зеркал оптических телескопов из реакционноспеченной карбидокремниевой керамики. Показано, что прочность карбидокремниевой керамики зависит от дисперсности порошка карбида кремния и от температуры реакционного спекания. Повышение температуры спекания с 1500 до 1650 °С приводит к увеличению прочности на 60 МПа, а до 1800 °С – к снижению прочности на 40 МПа. Повышение прочности объясняется снижением свободного кремния и увеличением содержания вторичного карбида кремния, снижение прочности – ростом размера карбидных зерен. Исследование влияния режимов пайки шестигранных элементов для получения сложнопрофильного элемента подложки зеркала оптического телескопа на прочность паяного шва показало, что положительное влияние на прочность паяного шва оказывает введение в состав припоя на основе карбида кремния порошка карбида кремния дисперсностью 7 мкм и бора аморфного в количестве 6 %. Проведенные испытания паяных образцов при трехточечном изгибе выявили, что разрушение происходит по телу спаиваемых образцов, а не паяному шву. Структура паяного шва зависит от состава припоя и зазора между паяемыми образцами.

карбидокремниевая керамика, реакционное спекание, структура, свойства, пайка, сложнопрофильные элементы

1. Житнюк, С. В. Бескислородные керамические материалы для аэрокосмической техники / С. В. Житнюк // Тр. ВИАМ. – 2018. – № 8 (68). – С. 81–88. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2018-0-8-81-88

2. Кондратюк, А. А. Исследование влияния количества наполнителя на механические характеристики композиционных полимеров / А. А. Кондратюк, С. В. Матренин, О. Ю. Недосекова // Изв. вузов. Физика. – 2014. – Т. 57, № 9/3. – С. 98–102.

3. Перспективные высокотемпературные керамические композиционные материалы / Е. Н. Каблов [и др.] // Рос. хим. журн. – 2010. – Т. 54, № 1. – С. 20–24.

4. Мэттьюз, Ф. Композиционные материалы. Механика и технология / Ф. Мэттьюз, Р. Ролингс. – М.: Техносфера, 2004. – 408 с.

5. Перспективные конструкционные материалы космических телескопических систем / С. В. Алтухов [и др.] // Сб. трудов III конференции «Будущее оптики». – СПб., 2015. – С. 10–11.

6. Химич, Ю. П. Оптическое формообразование крупногабаритного асферического зеркала из карбида кремния / Ю. П. Химич, Г. В. Евтеев, Д. Б. Никитин // Опт. журн. – 2007. – Т. 74, № 2. – С. 70–72.

7. Савицкий, А. М. Вопросы конструирования облегченных главных зеркал космических телескопов / А. М. Савицкий, И. М. Соколов // Опт. журн. – 2009. – Т. 76, № 10. – С. 94–98.

8. Moore, T. J. Feasibility study of the welding of SiC / T. J. Moore // J. Am. Ceram. Soc. – 1985. – Vol. 68, N 6. – Р. 151–153. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1985.tb15224.x

9. Балкевич, В. Л. Техническая керамика / В. Л. Балкевич. – М.: Стройиздат, 1984. – 256 с.

10. Абызов, А. М. Исследования в области создания высококачественной алюмооксидной керамики (обзор). Часть 1. Спекание с добавками, реакционное спекание, получение армированных композитов / А. М. Азызов // Стекло и керамика. – 2018. – № 8. – С. 8–19.

11. Шевченко, В. Я. Техническая керамика / В. Я. Шевченко, С. М. Баринов. – М.: Наука, 1993. – 185 с.

12. Abraham, T. Powder Market Update: Nanoceramic Applications Emerge / Т. Abraham // Am. Cer. Soc. Bull. – 2004. – Vol. 83, N 8. – P. 23.

13. Житнюк, С. В. Влияние спекающих добавок на свойства керамики на основе карбида кремния (обзор) / С. В. Житнюк // Тр. ВИАМ. – 2019. – № 3(75). – С. 79–86. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2019-0-3-79-86

14. Состояние и перспективы работ по карбидокремниевой керамике в Институте порошковой металлургии / А. Ф. Ильющенко [и др.] // Порошковая металлургия в Беларуси: вызовы времени: сб. науч. тр. ГНПО порошковой металлургии НАН Беларуси. – Минск, 2017. – С. 193–200.

15. Салтыков, С. А. Стереометрическая металлография / С. А. Салтыков. – М.: Металлургия, 1976. – 271 с.