Развитие теоретических основ и разработка способов холодного одноосного прессования порошковых материалов с применением ультразвукового воздействия

• Автор: Двилис, Эдгар Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 240 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Современное состояние проблемы компактирования порошков

1.1 Роль процессов формования в порошковой технологии

1.2 Основные способы формования порошков

1.3 Ультразвуковые методы в порошковой технологии

1.4 Постановка задачи

2 Характеристика исследуемых материалов, обоснование техники и методики экспериментов

2.1 Исследуемые материалы

2.1.1 Конструкционная керамика

2.1.2 Функциональная керамика
2.1.3 Пьезокерамические материалы
2.2 Используемое оборудование и разработка технологической
оснастки для ультразвуковой обработки и прессования порошков
2.3 Методика экспериментов
3 Анализ параметров напряжённо-деформированного состояния порошкового тела в условиях внешнего воздействия
3.1 Оценка этапов и граничных условий процесса уплотнения порошков
3.2 Распределение давления вдоль оси прессования
3.3 Уравнение прессования
3.4 Кривые уплотнения и упругие свойства порошкового тела
3.5 Зависимость параметров прессовки от её упругих свойств
3.6 Параметры межчастичных связей
3.7 Оптимизация внешнего воздействия
3.8 Выводы к главе
4 Разработка новых методов прессования на основе анализа эффектов напряжённо-деформированного состояния порошкового тела
4.1 Качественный анализ процессов одноосного прессования порошков
в закрытых жёстких пресс-формах
4.2 Разработка метода прессования порошковых материалов с заданными распределением плотности прессовки и формой спечённого изделия
4.2.1 Прессованиев конической полости
4.2.2 Выводы и рекомендации к применению
4.3 Прессование с автовыравниванием распределения плотности порошкового тела разнонаправленными силами пристенного трения
4.3.1 Теоретические положения и формализация процесса уплотнения..
4.3.2 Коллекторные пресс-формы
4.3.3 Разработка метода управления распределением плотности порошкового тела вдоль оси прессования с помощью УЗВ
4.3.4 Выводы и рекомендации к применению
4.4 Выводы к главе
5 Физические эффекты, связанные с УЗ-компактированием
5.1 Эффективность способов ориентации колебательного смещения относительно оси прессования
5.2 Влияние ультразвукового воздействия на качество прессовки
5.3 Влияние УЗВ на параметры уплотнения и межчастичные связи
5.4 Влияние УЗВ на плотность и усадку спечённой керамики
5.5 Влияние УЗВ на структурные и физико-механические
характеристики спечённой керамики
5.5.1 Порораспределение и зернистость спечённой керамики
5.5.2 Параметры кристаллической структуры и прочностные свойства конструкционной керамики
5.5.3 Микроструктурные и электромеханические параметры пьезокерамики
5.6 Выводы к главе
Заключение
Приложения
Литература

Введение
Производительность процессов современного машиностроения, эксплуатационные ресурсы и высокие показатели работы устройств в существенной мере зависят от качественных характеристик используемых материалов. В настоящее время в материаловедении всё большее внимание привлекают порошковые изделия, исходным сырьём для создания которых являются порошки металлов и неметаллов. Порошковая технология - это широкая область получения дисперсных тел, применяемых в разнообразных отраслях производства.
Преимуществами порошковой технологии являются её высокая экономичность при относительной её простоте и экологичности, возможность создания принципиально новых материалов с уникальным набором свойств, использование которых выводит технику на более высокий уровень. Кардинальные улучшения характеристик изделий ожидаются от применения ультрадисперсных порошков (УДП) вследствие уникальности их структуры и свойств. Например, реализация замечательных свойств порошков в ультрадисперсном и аморфном состоянии в магнитных, конструкционных и инструментальных материалах в подавляющем большинстве случаев возможна только с применением методов порошковой технологии [1].
Дальнейшее совершенствование технологии получения традиционных материалов на основе металлических сплавов конструкционного назначения ограничено проблемой термодинамической стабильности фаз в условиях повышения рабочих температур и механических нагрузок, недостаточной химической стойкостью в агрессивных средах без значительной деградации механических свойств во времени.
Высокий уровень механических свойств металлических конструкционных материалов достигается введением в их состав дорогих и дефицитных компонентов, в то время как большинство керамических материалов, обладающих уникальными прочностными и теплостойкими свойствами, состоят из широко распространённых в природе элементов.

Рисунок 2.2. Пресс-форма для ультразвукового компактирования изделий цилиндрической формы с большим отношением радиального к осевому размеров
Рисунок 2.3. Ультразвуковая пресс-форма с радиальным подведением колебаний через стержневой экспоненциальный концентратор