Научные основы сухого компактирования ультрадисперсных порошков в технологии изготовления нанокерамики

Научные основы сухого компактирования ультрадисперсных порошков в технологии изготовления нанокерамики

Автор: Хасанов, Олег Леонидович

Шифр специальности: 05.17.11

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2003

Место защиты: Томск

Количество страниц: 371 с. ил.

Артикул: 2616244

Автор: Хасанов, Олег Леонидович

Стоимость: 250 руб.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАНОКЕРАМИКИ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ
1.1. Принципы изготовления компактных наноструктурных материалов
1.1.1. Условия формирования наноструктуры керамики
1.1.2. Микро и макроструктура порошкового компакта
1.1.3. Частицы, агломераты и их свойства
1.1.4. Трение в порошковом компакте
1.1.5. Градиенты плотности в порошковых компактах
1.2. Методы компактирования нанопорошков
1.2.1. Модифицированные способы компактирования порошков
1.2.1.1. Холодное статическое прессование в закрытых прессформах
1.2.1.2. Горячее прессование
1.2.1.3. Изостатичсское и квазиизостатическос прессование
1.2.1.4. Формование литьм
1.2.1.5. Динамические, высокоэнергетические и импульсные методы прессования
1.2.1.6. Применение добавок
. Способы компактирования, использующие специфические
свойства нанопорошков
1.2.2.1. Сверхпластичное формование в заданную форму, диффузионная сварка и горячая ковка
1.2.2.2. Компактирование с фазовыми превращениями
1.2.2.3. Сухое ультразвуковое квазирезонансное прессование
1.3. Теоретические модели компактирования порошков
1.3.1. Модель вероятностного заполнения пор
1.3.2. Модель волн напряжения при уплотнении тонких порошков
1.3.3. Микромеханисгическая модель уплотнения и консолидации нанопорошков
1.4. Постановка задачи исследований
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПАКТИРУЕМЫХ ПОРОШКОВ НА ОСНОВЕ ОДНОПАРАМЕТРИЧЕСКОГО
УРАВНЕНИЯ ПРЕССОВАНИЯ В БЕЗРАЗМЕРНОЙ ФОРМЕ
2.1. Однопараметрическое уравнение прессования порошков в безразмерной форме
2.1.1. Анализ перепада плотности прессовки вдоль оси прессования
2.1.2. Методика определения коэффициента уравнения прессования, перепада плотности, потерь усилия прессования и предельного давления
2.2. Учет упругих свойств порошкового тела
2.2.1. Методика построения кривых уплотнения с учтом упругого взаимодействия частиц порошка
2.2.2. Выделение на кривой уплотнения вклада упругой деформации
2.2.3. Компьютеризованная установка экспериментального
построения кривых уплотнения i i
2.3. Характеристики прессуемого порошкового тела
2.3.1. Алгоритм определения параметров модифицированного уравнения прессования и характеристики прессуемого порошкового тела
2.4. Параметры межчастичных связей прессуемого порошкового тела
2.5. Параметр качества порошкового тела
2.6. Выводы
3. СПОСОБЫ ДОСТИЖЕНИЯ РАВНОМЕРНОЙ ПЛОТНОСТИ ПРЕССОВОК РЕГУЛИРОВАНИЕМ ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ ПРИ СУХОМ КОМПАКТИРОВАНИИ ПОРОШКОВ
3.1. Анализ макродефектов, образующихся при сухом одноосном прессовании
3.2. Регулирование внешнего трения и упругого последействия конусностью прессформы
3.2.1. Варианты применения способа прессования в конической
полости
3.3. Автовыравнивание плотности прессовки разнонаправленными
силами внешнего трения
3.3.1. Коллекторные прессформы
3.3.2. Регулирование внешнего трения порошкового тела ультразвуковым воздействием
3.4. Выводы
4. МЕТОД УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОМПАКТИРОВАНИЯ
НАНОПОРОШКОВ
4.1. Разработка ультразвуковых прессформ для сухого прессования порошков
4.1.1. Конструкции ультразвуковых прессформ с радиальноподведнными колебаниями
4.1.2. Конструкции ультразвуковых прессформ с продольноподведнными колебаниями
4.2. Распространение ультразвука в среде УДП переменной плотности
4.2.1. Изменение акустических характеристик в компактирусмом УДП
4.2.2. Механизмы воздействия мощного ультразвука на компактируемый УДП
4.2.3. Анализ влияния УЗвоздействия на коэффициент внешнего трения и распределение плотности в прессовке
4.2.3.1. УЗвоздействис на коэффициент внешнего трения и распределение плотности в прессовке при коллекторном способе прессования
4.3. Влияние УЗвоздействия на параметры уплотнения и межчастичные связи УДП
4.4. Выводы
5. ВЛИЯНИЕ УЗКОМПАКТИРОВАНИЯ УДП НА СВОЙСТВА
ПРЕССОВОК И СПЕЧННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
5.1. Общие условия экспериментальных исследований
5.2. Влияние УЗкомпактирования УДП ЧЪЪ на микроструктуру циркониевой керамики
5.2.1. Структурномасштабная иерархия нанокерамики УТЦП
5.2.1.1. Анализ фазового состава нанокерамики УТЦП методами ПЭМ
5.2.1.2. Дефектная субструктура нанокерамики УТЦП
5.2.1.3. Исследования микроструктуры нанокерамики УТЦП методами АСМ
5.2.2. Выводы по разделу
5.3. Влияние ультразвукового прессования УДП на свойства р циркониевой нанокерамики
5.3.1. Влияние прессования УДП под действием радиальноподведнных УЗК на параметры прессовок и спечнной керамики
5.3.1.1. Прессование образцов с фактором формы 0,
5.3.1.2. Прессование образцов с фактором формы 0,
5.3.2. Прессование УДП под действием продольноподведнных УЗколсбаний
5.3.3. Выводы по разделу
5.4 Свойства циркониевой керамики, изготовленной с применением УЗкомпактирования и спечнной в вакууме
5.4.1. Микроструктура керамики, спечнной в вакууме после статического и УЗкомпактирования прессовок
5.4.2. Фазовый состав и параметры кристаллической структуры керамики
5.4.3. Элементный состав циркониевой керамики, спечнной в вакууме после статического и УЗкомпактирования прессовок
5.4.4. Выводы по разделу
5.5. Влияние УЗпрессования УДП на тврдость, прочность и ударную вязкость керамики
5.6. УЗкомпактирование пьезокерамики ,i
5.6.1. УЗкомпактирование УДП ,i качество спечнной керамики
5.6.2. УЗкомпактирование стандартного порошка ЦТС и свойства спечнной пьезокерамики
5.7. Ультразвуковое и коллекторное компактирование УДП системы ВаТЮз
5.7.1. Особенности прессуемости УДП Ваоб5го.зСа0.ТЮз и микроструктура спечнной сегнетокерамики
5.7.2. Особенности прессуемости УДП Ва,УТЮз и изготовление керамических корпусов СВЧсмесителей
5.7.2.1. Выводы по разделу
5.8. Изготовление изделий из конструкционной и функциональной нанокерамики разработанными методами
6. ЭФФЕКТЫ АКТИВАЦИИ УДП МОЩНЫМ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ
р ВОЗДЕЙСТВИЕМ
6.1. Влияние УЗвоздействия на параметры кристаллической
структуры УДП
6.2. Полиморфизм УЗактивированных наночастиц
6.3. Классификация эффектов УЗвоздействия на компактируемые порошки
7. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СВОЙСТВА ВТСПКЕРАМИКИ НА
ОСНОВЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ
7.1. Применение УДП меди для твердофазного синтеза ВТСПпорошка
7.1.1. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез ВТСП
7.1.2. Ультразвуковое прессование ВТСПпорошка
7.1.3. Влияние условий прессования на спекание текстурированной ВТСПкерамики
7.1.4. Технологические режимы изготовления плотной текстурированной ВТСПкерамики из УДП
7.2. Электрофизические свойства ВТСПкерамики и разработанных изделий
7.2.1. Параметры ВТСПэкранов и объмных СВЧрезонаторов
7.2.2. Изготовление керамических ВТСПсквидов
7.3. Акустические и упругие свойства ВТСПкерамики
7.3.1. Внутренние напряжения в ВТСПкерамике, изготовленной
различными методами
7.4. Эффект повышения критической температуры в ВТСПкерамике, облучнной малыми дозами гаммаквантов
7.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Модифицированные способы компактирования порошков Классификация наиболее распространнных способов прессования порошков приведена в таблица. Рассмотрим некоторые из них с точки зрения особенностей компактирования УДП керамических составов. Таблица 1. Холодное статическое прессование в закрытых прессформах , , является относительно простым по технологической реализации и универсальным для прессования изделий различной формы из порошков любых составов, позволяющим реализовать многоместную схему прессования в условиях массового производства. Поэтому метод достаточно широко распространен. Недостатки всех модификаций этого способа связаны с неравномерным распределением свойств формуемого изделия по объму см. Трение прессуемого материала о стенки прессформы приводит к анизотропии и неравномерности свойств изделия в различных направлениях, что может являться источником макродефектов в спекаемых изделиях. Теоретическому описанию методов холодного статического прессования порошков посвящено большое число работ например, , , , , , 5. Уплотнение порошкового тела в процессе такого прессования может описываться уравнениями логарифмического, степенного или экспоненциального вида, в зависимости от используемых моделей уплотнения континуальных, дискретных, моделей конечных или граничных элементов. Уменьшить влияние сил трения в порошке можно применением смазок и пластификаторов см. Применение пластификаторов значительно улучшает равноплотность изделия и увеличивает срок службы прессформ, однако является источником загрязнения материала или остаточной пористости при спекании, усложняет технологию производства . В 1. Эффективным способом, позволяющим снизить силы трения без внесения посторонних веществ в прессуемый материал, является применение колебаний 6 8. Кроме повышения равномерности распределения плотности по объму прессовки и, соответственно, уменьшения внугренних перенапряжений микроструктуры, приложение колебаний позволяет механоактивировать частицы прессуемого УДП по механизму акустопластического эффекта 9, 0 и дезагрегировать агломераты, подобно интенсивному измельчению в высокоэнергетических активаторах 1. УЗ воздействием была развита недостаточно. Горячее прессование Один из перспективных методов формования порошковых материалов метод горячего прессования обеспечивает получение керамических изделий с малым перепадом плотности по объму , , , , . Этот метод эффективен в производстве некоторых типов нанокерамики, обладающей эффектом с верх пластичности при повышенных температурах , что позволяет значительно снизить стоимость изделий изза устранения дорогостоящей операции механической обработки. Однако применение метода горячего прессования ограничено высокими требованиями к материалу прессформы, который должен быть инертным по отношению к прессуемым порошкам при повышенных температурах, жаропрочным, не обладающим свойством сверхпластичности, экономичным. Кроме того, по данным Окадзаки 2, у керамических сегнетоэлектриков, полученных горячим прессованием, по сравнению с обычным обжигом ухудшаются эксплуатационные свойства изза наличия остаточных напряжений и нарушения стехиометрии. По выводам Окадзаки, после горячего прессования некоторых типов электрокерамики е прочностные и макроструктурные характеристики улучшаются, однако сегнетоэлектрические и ферромагнитные свойства ухудшаются. В отмечается значительный рост зрен в циркониевой керамике, изготовленной методом горячего прессования. Изостатическое и квазиизостатическое прессование Широкое распространение в порошковой технологии получили методы изостатического прессования в гидрогазостатах холодное ХИП , , , , , 3 и горячее ГИП , , , квазиизостатическое , 4, 5. Эти методы обеспечивают равномерную плотность прессовок, но они не применимы для деталей со сложной геометрией внутренних поверхностей конические отверстия и другие отверстия переменного сечения. Метод ГИП реализуется на сложном оборудовании высокого давления при высоких температурах и предполагает одноразовое использование прессформ.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.200, запросов: 242