Структура и свойства керамических материалов из химически диспергируемых литийсодержащих алюминиевых сплавов

• Автор: Трифонов, Юрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО
ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Традиционная алюмооксидная керамика
1.1.1. Пористые алюмооксидные керамические материалы
1.1.2. Традиционные методы улучшения структуры и свойств
керамических материалов
1.2. Метод химического диспергирования, как способ получения
высококачественного порошка гидроксида алюминия
1.3. Свойства традиционных алюмооксидных керамических
материалов, и керамических материалов, получаемых из химически диспергированных алюминиевых сплавов
1.4. Химическое диспергирование промышленных алюминиевых сплавов и утилизация мелких отходов, образуемых в результате
их механической обработки. Сплав В-1
1.4.1. Керамические материалы, содержащие литий
1.4.2. Особенности утилизации алюминиевой стружки, содержащей
литий
1.5. Актуальность проведения исследования
1.6. Заключение
2. МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Выбор исходных материалов для исследования
2.2. Получение стружки для химического диспергирования
2.3. Особенности структурного и фазового составов исследуемых
сплавов
2.4. Описание процесса химического диспергирования алюминиевой
стружки
2.5. Отмывка осадка методом декантации

2.6. Изучение структуры сплавов, подвергнутых диспергированию
2.7. Изучение структуры гидроксида алюминия, получаемого в результате химического диспергирования
2.8. Гранулометрический анализ порошковых образцов
2.9. Построение распределения по размерам и формам частиц фракции менее 50 мкм для образца №
2.10. Влияние состава и структуры порошка гидроксида алюминия на аутогезию этих порошков
2.11. Изучение структуры термически обработанных порошков
2.12. Технологическая схема получения керамических образцов
2.13. Изготовление керамических образцов
2.14. Изучение структуры опытных керамических образцов
2.15. Изучение фазового и химического состава рассматриваемых образцов
2.16. Выявление рентгеноаморфных фаз в фазовом составе исходного порошка
2.17. Подробное описание керамического материала с изучением его кросс-сечения
2.18. Просвечивающая электронная микроскопия керамического образца из В-1
2.19. Построение математической модели пористости образца
2.20. Отработка режимов термической обработки
2.21. Изучение физических свойств готовых образцов
2.22. Изучение механических свойств
2.23. Зависимость структуры керамического материала от давлений прессования
2.24. Изучение механических свойств материала, полученного из фракции меньше 50 мкм
2.25. Определение термостойкости

2.26. Определение теплопроводности материала
2.27. Изучение кислотостойкости керамических образцов
2.28. Сравнительный анализ физико-механических свойств
2.29. Заключение
3. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ И
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОТРАСЛЯМ ПРИМЕНЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА
3.1. Общие выводы по диссертации
3.2. Рекомендации по отраслям применения нового материала
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Химическое диспергирование достигается за счет взаимодействия щелочи со сплавом по его межзеренным границам, обладающим повышенной поверхностной энергией. Это границы с большой протяженностью и кривизной между наиболее мелкими зернами сплава. Такие зерна образуются при охлаждении сплава на этапе его изготовления в низкотемпературной области, в которой коэффициент диффузии невелик, вследствие чего рекристаллизационный рост зерен незначителен (тогда как наиболее крупные зерна формируются в высокотемпературной области «ликвидус-солидус», в которой коэффициент диффузии значителен и имеет место активный рост зерен). Важно отметить, что болванка из сплава В-1469 находится в деформированном состоянии (холодная прокатка), что увеличивает энергию границ и повышает скорость диспергирования.
Также установлено, что включения литиевых фаз ускоряют процесс диспергирования и позволяют говорить не только о зернограничной коррозии, но и о коррозии, протекающей по телу всего зерна в местах включения литиевых фаз. Дополнительным центром коррозии, присутствующим в обоих образцах, являются зоны старения, обладающие повышенной энергией.
На рисунке 16 и 17 приведены микроструктуры пластинок из сплавов А1-Си(4,5%) и сплава В-1469, подвергаемые травлению в щелочи ИаОН (четырехмолярный раствор) в течении 10 минут.
Очевидно, что как на рисунке 16, так и 17, наблюдается не только разрушение, протекающее по границам зерен, но и разрушение самих зерен. Отделяющиеся пластинчатые частички в случае сплава В-1469 значительно тоньше.
В процессе химического диспергирования часть наиболее мелких зерен (микронного и субмикронного диапазона размеров) растворяется в щелочи в соответствии с экзотермической реакцией:
А1+3 + 1Л+ + Ме+П + N3011 + Н20 -> А1(ОН)з! + КаА102 + 1ЛА102 + 1Л0Н + А1хМеу(0Н)Д + Ме(ОН)„| +Н2| (4)