СВС литых сплавов на основе интерметаллидов и функциональных композиционных материалов под центробежным воздействием

• Автор: Андреев, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Литературный обзор

1.1. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез

(СВС):,теория и практика

1.2. СВС-металлургия: фундаментальные и прикладные задачи

1.3. Интерметаллиды, бориды, сплавы и композиционные

материалы

1.4. Научные задачи исследования

ГЛАВА II. Методики проведения экспериментов и анализа
продуктов синтеза
2.1. Исходные компоненты и смеси
2.2. Экспериментальные установки и методики проведения
экспериментов
2.3. Методики анализа продуктов синтеза
ГЛАВА III. Высокоэнергетическое химическое стимулирование
автоволнового синтеза в слабоэкзотермических элементных
системах
3.1. Система Ті - А1 / СаСТ - А1
3.2. Система Ті - Сг - В / СаОг - А1
3.3. Моделирование автоволнового синтеза в гибридных системах
ГЛАВА IV. Закономерности СВС литых многокомпонентных
сплавов
4.1. Автоволновой синтез сплавов на основе Со - А1
4.2. Автоволновой синтез сплавов № - Со - Мп - А1
4.3. СВС легких сплавов на основе Ті - А1 - Мэ - V - Сг
ГЛАВА V. Разработка приложений для решения практических задач
5.1. Опытная центробежная СВС-технология получения литых дисковых и стержневых электродов из сплава на основе Со-А1 для получения защитных покрытий
5.2. Опытная центробежная СВС-технология каталитических материалов и создание каталитических фильтров
ВЫВОДЫ ,
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Композиционные многокомпонентные материалы на основе интерметаллидов никеля и кобальта обладают уникальными свойствами (высокая прочность, износостойкость и коррозионная стойкость в агрессивной среде при высокой температуре и т.д.) и находят широкое применение в науке и практике. Большие перспективы для решения практических задач в будущем имеют легкие прочные материалы на основе интерметаллидов, карбидов и боридов титана. В настоящее время в промышленности эти материалы и изделия из них получают в вакуумных печах при высокой температуре в течение длительного времени с большими затратами электроэнергии.
В 80-е годы в лаборатории “Жидкофазные СВС-процессы и литые материалы” ИСМАН была показана возможность автоволнового синтеза литых тугоплавких материалов в центробежных установках под воздействием перегрузки, используя смеси термитного типа. Последующее развитие этих исследований привело к созданию фундаментальных основ центробежной СВС-технологии литых тугоплавких неорганических материалов.
Диссертационная работа является продолжением этих исследований. Новизна постановки диссертационного исследования состоит в разработке новых методов автоволнового центробежного синтеза, получении новых литых многокомпонентных сплавов на основе алюминидов титана, никеля и кобальта, решении ряда прикладных задач, таких как создание материалов и основ опытных технологий для получения защитных покрытий, материалов для получения высокоэффективных катализаторов.
Для решения этих задач проведены экспериментальные исследования на широком круге систем, направленные на управление процессом автоволнового синтеза, химическим и фазовым составом литых сплавов на основе интерметаллидов и функциональных композиционных материалов.

3. Высокоэнергетическое химическое стимулирование автоволнового синтеза в слабоэкзотермических элементных системах.
В данном разделе работы экспериментально и методами термодинамики изучена возможность стимулирования горения высокоэкзотермическими добавками низкокалорийных элементных систем, не способных к горению, влияние высокоэнергетической добавки Са02 - А1 и перегрузки на горение Ti - Al и Ti - Cr - В, формирование состава и структуры продуктов синтеза [131, 132, 139, 144].
Большое внимание в исследованиях уделено возможности повышения температуры горения выше температуры плавления продуктов синтеза и получению их в литом виде.
3.1. Система Ti - Al / Са02
Закономерности горения системы (xTi + yAl) + а(ЗСа02 + 2А1)
данном параграфе диссертации поставлена задача - исследовать возможность получения сплавов на основе литых алюминидов титана методами СВС-металлургии. Для реализации самоподдерживающегося режима и получения высокотемпературных расплавов алюминидов титана использовали комбинированные смеси, содержащие “целевую” и “энергетическую” составляющую. Для управления синтезом, составом и структурой литых материалов синтез проводили в центробежных установках.
Предварительные эксперименты, проведенные в установке открытого сжигания (рис.2.1), выявили, что смеси 3Ti - Al, Ti - Al, Ti - 3A1 не способны гореть. Напротив, стехиометрическая смесь ЗСа02 - 2А1 устойчиво горит, а продуктом ее горения является литой оксид СаО х А12Оз.
В таблице 3.1.1 приведены результаты термодинамического расчета равновесного состава продуктов химического превращения и температуры горения для ряда стехиометрических смесей пероксидов металлов с