npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562922050281npe-208Research ArticleВзаимодействие плазмы, пучков частиц и излучения с веществомInteraction of Plasma, Particle Beams and Radiation with MatterФормирование слоев из самосвязанного SIC с помощью лазерного излученияFormation of Layers from Self-Bonded SiC Using Laser RadiationЛысенкоС. А.LysenkoS. A.

Москва, 119991

Moscow, 119991

s.lyssenko@mail.ruЮрышевН. Н.YuryshevN. N.

Москва, 119991

Moscow, 119991

ВагинН. П.VaginN. P.

Москва, 119991

Moscow, 119991

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАНРоссияLebedev Physical Institute of Russian Academy of SciencesRussian Federation202331122023142173180Copyright © Лысенко С.А., Юрышев Н.Н., Вагин Н.П., 20232023Лысенко С.А., Юрышев Н.Н., Вагин Н.П.Lysenko S.A., Yuryshev N.N., Vagin N.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/208

Исследована возможность получения изделий из самосвязанного карбида кремния с помощью лазерного излучения при отсутствии какой-либо дополнительной пропитки углеродсодержащими материалами после силицирования. Установлено, что благодаря управлению тепловым нагревом в каждой точке воздействия возможно последовательно за один цикл провести все необходимые этапы стандартной процедуры реакционного спекания и изменить традиционный подход формирования подобных изделий, использующий высокотемпературные нагревательные печи. Качество спекания определялось после вытравливания непрореагировавшего кремния несколькими лабораторными методами. Основное внимание уделялось исследованию мостиков между частицами из вторичного SiC как внутри слоев, так и на их границах, поскольку именно они определяют прочностные показатели создаваемого материала и позволяют соединять спекающиеся области между собой. После отработки всех необходимых этапов спекания у однослойных образцов была осуществлена попытка последовательного наращивания нескольких слоев, а также имитация процесса сварки двух заранее спеченных образцов.

The possibility of obtaining products from self-bonded silicon carbide using laser radiation in the absence of any additional impregnation with carbon-containing materials after siliconizing has been studied. It has been established that due to the control of thermal heating at each point of influence, it is possible to sequentially carry out all the necessary stages of the standard reaction sintering procedure in one cycle and change the traditional approach to the formation of such products using high-temperature heating furnaces. The quality of sintering was determined after etching of unreacted silicon by several laboratory methods. The main attention was paid to the study of bridges between particles from secondary SiC, both inside the layers and at their boundaries, since it is they that determine the strength characteristics of the created material and allow connecting the sintering regions to each other. After working out all the necessary stages of sintering for single-layer samples, an attempt was made to sequentially build up several layers, as well as to simulate the welding process of two pre-sintered samples.

карбид кремниясамосвязанныйреакционноспеченныйSiCSiSiCРККлазерный синтезвоздействие лазерного излучения на веществопоследовательное наращивание слоевлазерная сваркаsilicon carbideself-bondedreaction-sinteredSiCSiSiCRSClaser synthesisthe effect of laser radiation on a substancelayer-by-layer growth oflaser weldingReferencesSchlichting J., Riley F.L. Concise Encyclopedia of Advanced Ceramic Materials. 1991. Oxford: Pergamon.Schlichting J., Riley F.L. Concise Encyclopedia of Advanced Ceramic Materials. 1991. Oxford: Pergamon.Шелованова Г.Н. Современные проблемы микро- и наноэлектроники: учебное пособие. 2017. Красноярск: Сибирский федеральный университет.Шелованова Г.Н. Современные проблемы микро- и наноэлектроники: учебное пособие. 2017. Красноярск: Сибирский федеральный университет.Григорьев О.Н. // Порошковая металлургия. 2012. № 11. С. 100−116.Григорьев О.Н. // Порошковая металлургия. 2012. № 11. С. 100−116.Гаршин А.П. и др. Керамика для машиностроения. 2003. Москва: Научтехлитиздат.Гаршин А.П. и др. Керамика для машиностроения. 2003. Москва: Научтехлитиздат.Frolova M.G. et al. // Inorg. Mater.: Appl. Res. 2018. V. 9. P. 675−678. https://doi.org/10.1134/S2075113318040123Frolova M.G. et al. // Inorg. Mater.: Appl. Res. 2018. V. 9. P. 675−678. https://doi.org/10.1134/S2075113318040123Perevislov S.N., Bespalov I.A. // Tech. Phys. Lett. 2017. V. 43. P. 720−722.Perevislov S.N., Bespalov I.A. // Tech. Phys. Lett. 2017. V. 43. P. 720−722.Shikunov S.L., Kurlov V.N. // Tech. Phys. 2017. V. 62. P. 1869−1876.Shikunov S.L., Kurlov V.N. // Tech. Phys. 2017. V. 62. P. 1869−1876.Zhitnyuk S.V. et al. // Glass Ceram. 2013. V. 70 (7−8). P. 247−254. https://doi.org/10.1007/s10717-013-9554-1Zhitnyuk S.V. et al. // Glass Ceram. 2013. V. 70 (7−8). P. 247−254. https://doi.org/10.1007/s10717-013-9554-1Avrov D.D., Lebedev A.O., Tairov Yu.M. // Semiconductors. 2016. V. 50 (4). P. 494−501.Avrov D.D., Lebedev A.O., Tairov Yu.M. // Semiconductors. 2016. V. 50 (4). P. 494−501.Shinozaki S.S., Carduner K.R. // Proc. Conf. Advanced Materials'93. 1994. P. 857−861.Shinozaki S.S., Carduner K.R. // Proc. Conf. Advanced Materials'93. 1994. P. 857−861.Lebedev A.A. et al. // Materials. 2021. V. 14 (17). P. 4976. https://doi.org/10.3390/ma14174976Lebedev A.A. et al. // Materials. 2021. V. 14 (17). P. 4976. https://doi.org/10.3390/ma14174976Сорокин О.Ю. // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1 (34). С. 65−70. https://doi.org/10.18577/2071-9140-2015-0-1-65-70Сорокин О.Ю. // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1 (34). С. 65−70. https://doi.org/10.18577/2071-9140-2015-0-1-65-70Boecker W.D. // Ceramic Forum Intern. 1997. V. 74 (5). P. 244−251.Boecker W.D. // Ceramic Forum Intern. 1997. V. 74 (5). P. 244−251.Ивенин С.В. // Инженерные технологии и системы. 2015. Т. 25 (4). С. 37−50. https://doi.org/10.15507/0236-2910.025.201504.037Ивенин С.В. // Инженерные технологии и системы. 2015. Т. 25 (4). С. 37−50. https://doi.org/10.15507/0236-2910.025.201504.037Гнесин Г.Г. Карбидокремниевые материалы. 1977. Москва: Металлургия. .Гнесин Г.Г. Карбидокремниевые материалы. 1977. Москва: Металлургия. .Snead L.L., Katoh Y., Nozawa T. // Compreh. Nucl. Mater. V. 4. 2012. P. 215−240. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-056033-5.00093-8Snead L.L., Katoh Y., Nozawa T. // Compreh. Nucl. Mater. V. 4. 2012. P. 215−240. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-056033-5.00093-8Samoilov V.M., Porodzinskiy I.A. // Inorg. Mater. Appl. Res. 2014. V. 5 (5). P. 540−544. https://doi.org/10.1134/S2075113314050189Samoilov V.M., Porodzinskiy I.A. // Inorg. Mater. Appl. Res. 2014. V. 5 (5). P. 540−544. https://doi.org/10.1134/S2075113314050189Maystrenko A.L., Kulich V.G., Tkach V.N. // J. Superhard Mater. 2009. V. 31 (1). P. 12−23. https://doi.org/10.3103/S1063457609010031Maystrenko A.L., Kulich V.G., Tkach V.N. // J. Superhard Mater. 2009. V. 31 (1). P. 12−23. https://doi.org/10.3103/S1063457609010031Verma A.R., Verma Q.R. Polymorphism and Polytypism in Crystals. 1996. New York: Wiley.Verma A.R., Verma Q.R. Polymorphism and Polytypism in Crystals. 1996. New York: Wiley.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.