CC BY
22РЕАКЦИОННЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОРОШКИ ДЛЯ ИСКРОВОГО ПЛАЗМЕННОГО СПЕКАНИЯ И
АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Московских Д.О., Непапушев А.А., Рогачев А.С.
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, Черноголовка, Россия
mos@misis.ru
В работе продемонстрирован подход получения реакционных композиционных порошков методом высокоэнергетической механической обработки (ВЭМО) [1,2]. Метод позволяет получать слоистые композитные частицы в диапазоне размеров от десятков микрон до миллиметров, которые обладают повышенной реакционной способностью, например, Ni/Al, Ti/Al, Ti/Ni/Al, Si/С и др. Кратковременный ВЭМО составов, содержащих пластичные металлы, приводит к образованию гетерогенных микроструктур с увеличенной площадью контакта компонентов, а обработка в шаровой мельнице при высоких скоростях в течение более длительного времени позволяет получить однородные твердые растворы и аморфные фазы. Такие реакционные частицы возможно применять в селективном лазерном спекании или плавлении.
Другое применение реакционных порошковых систем — это реакционное искровое плазменное спекание (РИПС). Было показано, что предлагаемый метод позволяет также изготавливать плотную высокотемпературную керамику [З-5], например, на основе SiC, BC, HfC, эквиатомных высокоэнтропийных карбидов Hf Ta Ti Nb Zr C и Hf Ta Ti Nb Mo C. Путем кратковременного высокоэнергетического измельчения металлических и углеродных порошков получены наноструктурированные композитные частицы с элементами, смешанными на субмикронном уровне. В сочетании с уплотнением РИПС позволяет быстро получать керамику с низкой пористостью (<5%) с мелкими (~ 5 мкм) зернами карбида, что приводит к хорошим механическим свойствам. Например, оптимизация условий ВЭМО + РИПС позволяет изготавливать керамику BC с пористостью менее 2%, твердостью ~ З5 ГПа и вязкостью разрушения ~ 4,5 МПа м1/2. SiC твердостью ~ 24 Г4Па и вязкостью разрушения ~ 5 МПа м1/2.
Для получения высокоэнтропийной керамики осуществлялась предварительная подготовка металлических высокоэнтропийных сплавов на основе HfTaTiNbZr и HfTaTiNbMo с помощью ВЭМО, затем для РИПС к сплаву добавляли порошок графита. В итоге были получены образцы с относительной плотностью до 96%, твердостью ЗЗ ГПа и модулем Юнга 57Q ГПа. Керамика HfTa TiuNbZrC с более высокой энтропийной способностью (1QQ (эВ/атом)) была устойчивой к селективному окислению и образованию оксидных фаз во время спекания, тогда как композиция Hf Ta Ti Nb Mo С с более низкой энтропийной способностью (8З (эВ/атом)) были склонны к интенсивному образованию HfO при тех же условиях РИПС.
Методы одновременного синтеза/спекания позволяют получать материалы, не уступающие по свойствам традиционным методам, а также являются более энергоэффективными, т.к. позволяют исключить из процесса отдельную стадию синтеза.
1. Rogachev A.S., Moskovskikh D.O., Nepapushev A.A., Sviridova T.A., Vadchenko S.G., Rogachev S.A., Mukasyan A.S. Experimentai investigation of miiiing regimes in pianetary baii miii and their infiuence on structure and reactivity of gasiess powder exothermic mixtures. Powder Technology. 2Q15. 274. 44-52.
2. Nepapushev A.A., Moskovskikh D.O., Buinevich V.S. et al. Production of Rounded Reactive Composite Ti/Ai Powders for Seiective Laser Meiting by High-Energy Baii Miiiing. Metall and Materi Trans B. 2Q19. 5Q. 1241.
3. Moskovskikh D.O., Song Y., Rouvimov S., Rogachev A.S., Mukasyan A.S. Siiicon carbide ceramics: Mechanicai activation, combustion and sparkpiasma sintering. 2Q16. Ceramics International. 42 (11). 12686-1269З.
4. Moskovskikh D.O., Paramonov K.A., Nepapushev A.A., Shkodich N.F., Mukasyan A.S. Buik boron carbide nanostructured ceramics by reactive spark piasma sintering. Ceramics International. 2Q17. 4З (11). S19Q-S194.
5. Torosyan K.S., Sedegov A.S., Kuskov K.V., Abedi M., Arkhipov D.I., Kiryukhantsev-Korneev P.V., Vorotilo S., Moskovskikh D.O., Mukasyan A.S. Reactive, nonreactive, and fiash spark piasma sintering of AiO/SiC composites — A comparative study. Journal of the American Ceramic Society. 2Q19.
МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ СЛП СПЛАВОВ ЗА СЧЕТ ОБРАЗОВАНИЯ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА NIAL ПРИ ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ОБРАБОТКЕ ПРЕКУРСОРОМ НА ОСНОВЕ Al-Si
Муканов С.К., Петржик М.И., Кудряшов А.Е.
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия
sam-mukanov@mail.ru
Производство изделий с помощью аддитивных технологий приобретает особый интерес в производстве. В частности, способ селективного лазерного плавления (СЛП) позволяет изготавливать детали за короткий промежуток времени, минимизировать стадии получения сплавов и более экономичен для получения готовых изделий в условиях массового производства [1]. СЛП в настоящее время переживают бурный рост, однако практически для всех применяемых сплавов изделия имеют грубую шероховатость и поверхностные дефекты (трещины, выступающие частицы, поверхностная пористость), которые лишь в ряде случаев возможно удалить механически, что всегда приводит к изменению геометрии изделия. Механическая обработка является
