CC BY
24На базе данного технического задания разработана невакуумная методика синтеза пористых мембран различной формы в режиме СВС.
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ МАКРОСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ МАХ-ФАЗА/Ti, ПОЛУЧЕННЫХ В УСЛОВИЯХ ГОРЕНИЯ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СДВИГОВОГО
ДЕФОРМИРОВАНИЯ
Прокопец1'2 А.Д. студентка, Столин1 П.А., Аверичев1 О.А., Бажин1 П.М.,
Столин1 А.М., Бердыченко2 А.А.
1- Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт
структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук, frau. london2013@yandex. ru
2- Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», [email protected]
DOI: 10.24411/9999-004A-2018-10021
В современной промышленности все более широкое применение находят композиционные материалы, обладающие более высокими показателями статической и динамической прочности, вязкости разрушения по сравнению с традиционными гомогенными материалами. Среди композиционных материалов большой интерес представляют слоистые композиционные материалы, применение которых позволяет не только повысить надежность и долговечность деталей и оборудования, но и существенно сократить расход высоколегированных сталей, дефицитных и дорогостоящих цветных металлов (никель, хром, медь, молибден и др.), снизить энергоемкость и металлоемкость [1,2].
К новому перспективному классу конструкционных материалов относятся металло-интерметаллидные слоистые композиционные материалы, представляющие собой набор чередующихся двумерных армирующих компонентов - слоев, металла и интерметаллида или керамики, жестко связанных между собой по всей поверхности [2].
Материалы на основе МАХ-фазы системы Ti-Al-C по своим физико-механическим свойствам занимают промежуточное положение между металлами и керамикой. Среди множества MAX-фаз, синтезированных к настоящему времени, наибольший интерес, с позиций уровня их свойств, представляют MAX-фазы на основе титана: Ti2AlC, Ti3AlC2. Как металлы они показывают высокую тепловую и электрическую проводимость, а также
44
достаточно стойки к тепловым ударам. Как керамика они обладают низким удельным весом, высоким модулем упругости, низким тепловым коэффициентом расширения, высокой теплостойкостью и превосходной жаростойкостью. Все эти свойства делают соединения на основе МАХ-фазы многообещающими материалами для их применения в высокотемпературных средах.
Большими возможностями в получении МАХ-материалов обладают методы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и теплового взрыва. Эти методы, основанные на использовании внутренней химической энергии исходных реагентов, являются примером очень выгодной организации процесса синтеза с тепловой точки зрения.
Существует много приемов, основанных на идеологии СВС. Из этих приемов большое значение в практическом отношении имеет технология СВС-компактирования, в которой реализуется одноосное объемное сжатие материала в пресс-форме для компактирования продуктов горения до беспористого состояния [3]. К перспективным методам относится свободное СВС-сжатие, сущность которого заключается в сдвиговом деформировании СВС-материала непосредственно после синтеза под действием постоянного невысокого давления (-10... 100 МПа) в условиях свободного одноосного сжатия (рис. 1).
Рис.1 Схема свободного СВС-сжатия.
В настоящей работе в качестве объекта исследования были выбраны керамические материалы на основе МАХ-фазы состава 64,2 масс.% Л - 27,1 масс.% А1 - 8,7 масс.% С. Эти материалы обладают уникальными свойствами металлов и керамики [4]. В качестве подложки использовали технический титан ВТ1-0 диаметром 70 мм и толщиной 1 мм. Для получения качественного макрослойного материала в ходе свободного СВС-сжатия температура горения выбранной системы должна превышать температуру плавления титановой подложки (1668°С) для протекания диффузионных процессов на границе синтезированный материал-подложка и получения качественного соединения. Таким образом цель настоящей работы заключалась в изучении температурных профилей в синтезируемом материале и подложки в реальных условиях проведения свободного СВС-сжатия. На основе проведенных экспериментальных исследований установлены наиболее благоприятные условия протекания процесса горения и последующего высокотемпературного деформирования, получены макрослойные материалы на титановой подложке, изучены особенности их строения, установлены размеры диффузионных зон в зависимости от технологических параметров процесса.
Список литературы:
1. Зелепугин С.А. Синтез металло-интерметаллидного слоистого композиционного материала системы Ti-TiAl3 различными методами. М.: ВИАМ, 2016. 9 с.
2. Ковтунов, А.И. Слоистые композиционные материалы: электронное учебное пособие / А.И. Ковтунов, С.В. Мямин, Т.В. Семистенова. - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2017.
3. Мержанов, А.Г. Силовое компактирование и высокотемпературная реодинамика / А.Г. Мержанов, А.М. Столин // Инженер.-физ. журн. - 1992. - Т. 63, № 5. - С. 515-516.
4. Galyshev S.N., Bazhin P.M., Stolin A.M., Musin F.F., Solov'ev P.V., and Astanin V.V. High-temperature firing of composite based on the MAX-phase of the Ti-Al-C system // Refractories and Industrial Ceramics, 2018, Vol.58. No. 5. Pp. 557-561. DOI: 10.1007/s 11148-018-0144-1.
МИКРОСТРУКТУРА И СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ Т1В2-СгВ, ПОЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОТЕПЛОВЫМ ВЗРЫВОМ МЕХ. АКТИВИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ
Щербаков А.В. молодой ученый, Щербаков В.А., Баринов В.Ю., Вадченко С.Г., Ковалев И.Д., Беликова А.Ф.
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им А.Г. Мержанова РАН, Черноголовка, ismandrew@ism.ас.ги
DOI: 10.24411/9999-004А-2018-10022
В работе представлены результаты экспериментального исследования влияния состава и механической активации (МА) смеси на микроструктуру и свойства композитов TiB2-CrB, полученных методом электротеплового взрыва (ЭТВ) под давлением. ЭТВ включает контролируемый нагрев реакционного образца, находящегося в условиях квазиизостатического сжатия, прямым пропусканием электрического тока. В ходе синтеза измеряли тепловые и электрические параметры. Образцы цилиндрической формы диаметром 20 мм и выстой 12 мм, прессовали из реакционной смеси давлением 110 МПа до относительной плотности 0.5.
В экспериментах использовали стехиометрические смеси порошков титана марки ПТМ (<45 мкм), хрома марки ПХ-1 (<20 мкм) и аморфного бора (<0,2 мкм). Реакционную смесь готовили двумя способами: ручным смешением в ступке и механической активацией в планетарной мельнице-активаторе АГО-2. Механическую активацию проводили для уменьшения масштаба гетерогенности
