Физико-химические основы взаимодействия бериллияи редкоземельных металлов с алюминием и разработка сплавов на их основе

• Автор: Сафаров, Ахрор Мирзоевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Душанбе
• Количество страниц: 286 с. : ил.

Введение

Общая характеристика работы

Глава 1. Особенности взаимодействия алюминия с бериллием и редкоземельными металлами Обзор литературы

1.1. Структура и свойства сплавов систем алюминийредкоземельные металлы

1.2. Структура и свойства сплавов системы алюминийбериллий

1.3. Структура и свойства сплавов систем бериллийредкоземельные металлы

Глава 2. Систематизация и оценка видов взаимодействия в двойных системах на основе бериллия

2.1. Систематизация видов взаимодействия в двойных системах

на основе бериллия

2.2. Прогноз взаимной растворимости бериллия с элементами Периодической таблицы в жидком и тврдом состояниях
2.3. Образование металлических соединений и нонвариантных превращений в системах бериллия с элементами Периодической таблицы
2.4. Параметры взаимодействия и прогноз разновидности расслаивающихся систем бериллия с элементами Периодической таблицы
2.5. Расчт взаимной растворимости компонентов в жидком и тврдом состояниях в системах бериллия с РЗМ и
построение их диаграмм состояния
2.6. Полуэмпирический метод расчета термических
свойств интерметаллидов систем А1 Се и А1 Рг
Глава 3. Исследование и построение диаграмм состояния систем
алюминийбериллийредкоземельный металл
3.1. Исходные материалы и методы исследования сплавов
3.2. Диаграмма состояния системы А1 Ве У
3.3. Диаграмма состояния системы А1ВеЬа
3.4. Диаграмма состояния системы А1 Ве Се
3.5. Диаграмма состояния системы А1 Ве Рг
3.6. Диаграмма состояния системы А1ВеЫс1
3.7. Диаграмма состояния системы Д1 Ве Бгл
3.8. Закономерности сплавообразования в системах алюминийбериллийРЗМ
Глава 4. Исследование кинетики высокотемпературного окисления алюминиевобериллиевых сплавов, легированных редкоземельными металлами
4.1. Методика исследования кинетики окисления сплавов
4.2. Влияние иттрия на кинетику окисления сплава АВе
4.3. Влияние лантана на кинетику окисления сплава АВе
4.4. Влияние церия на кинетику окисления сплава АВе
4.5. Влияние празеодима на кинетику окисления сплава АВе
4.6. Влияние неодима на кинетику окисления сплава А Ве
4.7. Исследование коррозионноэлектрохимического поведения сплава АВе, легированного редкоземельными металлами
при скоростях развертки 2мВс и ЮмВс в нейтральных средах
4.8. Обсуждение результатов
Глава 5. Теплофизические и механические свойства алюминиевобериллиевых сплавов, легированных редкоземельными металлами
5.1. Экспериментальные установки, методики измерения
теплофизических теплопроводность, удельная теплоемкость свойств и линейного расширения твердых тел
5.2. Расчетные формулы для вычисления теплопроводности, удельной теплоемкости и определения погрешности измерения теплофизических свойств твердых тел
5.3. Исследование влияния редкоземельных металлов на теплофизические свойства алюминиевобериллиевого сплава А Ве
5.4. Расчет теплоемкости, теплопроводности, коэффициента теплоустойчивости и анализ экспериментальных данных по теплофизическим свойствам сплава АВе, легированного РЗМ
5.5. Обобщение экспериментальных данных по теплофизическим свойствам алюминиевобериллиевых сплавов с РЗМ
5.6. Механические свойства сплава АВе легированного редкоземельными металлами
Заключение
Выводы
Литература


Диаграмма состояния системы А1Ве . Введение небольших добавок бериллия нашло значительное применение в литых алюминиевых сплавах, они улучшают жидкотекучесть этих сплавов, и способствует измельчению зерна и сплав А1 с 2. Ве обладает высоким пределом прочности и стойкостью против коррозии . Листы из алюминиевобериллиевого сплава, содержащего до Ве, используются для обшивки фюзеляжей самолетов, обладающих сверхзвуковой скоростью, а также для изготовления оболочек самоуправляемых ракетснарядов и исскуственных спутников земли. Алюминиевобериллиевый сплав, благодаря достаточной прочности, малой способности к рассеянию и почти аморфной структуре, применяется для изготовления реплик и электронной микроскопии. Исследовали возможность применения бериллия для устранения вредного действия железа. Слоистые композиционные материалы из бериллия и алюминиевых сплавов можно применять в качестве броневых плит, а методом направленнокристаллизующейся эвтектики можно получить волокнистый материал . Использованию бериллия и его соединений в атомной технике благоприятствуют следующие его свойства устойчивость в условиях воздействия облучения и высоких температур, самое низкое среди металлов поперечное сечение захвата нейтронов 0. В атомной технике бериллий и его соединения используются или могут быть использованы в качестве отражателей и замедлителей нейтронов, материалов для оболочек тепловыделяющих элементов, составной части дисперсионных ядерных горючих, конструкционных элементов реакторов и источников нейтронов ,. Окисление сплавов является более сложным процессом, чем окисление металлов. Это объясняется многими факторами, среди которых различный характер действия элементов сплава к кислороду, давлению пара, образование оксидов сложного состава и их защитные свойства. Кроме основных легирующих элементов и случайных примесей, промышленные литейные деформируемые сплавы содержат ряд технологических добавок, применяющихся для различных целей. Так, бериллий вводится для уменьшения окисляемости сплавов, марганец и хром для компенсации примеси железа в силуминах . Бериллий единственный щелочной металл с объемным отношением для оксида больше единицы 1 Хорошо известно благоприятное влияние бериллия в качестве легирующей добавки, повышающей сопротивление сплавов к окислению ,. В работе исследовано окисление алюминиевых сплавов с бериллием. Показано, что при непродолжительных выдержках мин. Для объяснения влияния добавок бериллия на окисляемость алюминия следует учесть, что этот элемент, как менее благородный, чем алюминий, преимущественно окисляется даже при малых концентрациях. Ионный радиус бериллия меньше, чем алюминия, поэтому оксид ВеО может в известных пределах растворяться в А0з. Пленка оксида алюминия является полупроводником с избытком катионов, поэтому введение в решетку этого оксида ионов бериллия, имеющих более низкую валентность, чем алюминий, в соответствии с теорией Вагнера должно привести к повышению скорости окисления металла, что и наблюдается при ее коротких выдержках часа. В связи с весьма малой взаимной растворимостью оксидов должна выделиться отдельная фаза в виде ВеО и ВеО А, что приводит к понижению скорости окисления, и это наблюдается при более длительных выдержках. Бериллий является активным металлом в сплавах уже выше 0. Ве, в двойных алюминиевобериллиевых сплавах оксидная пленка на их поверхности состоит из чистого оксида бериллия . Сведения о формообразовании в системе АОзВеО приведены в справочнике . Согласно , существуют следующие фазы ВеОЗАОз по оптическим свойствам двуосный, положительный с малым или умеренным углом оптических осей, показатели светопреломления между 1. ВеО А0з иногда встречается также и отрицательное, и кроме того, у некоторых зерен последнего наблюдалось косое С погасание при преобладании прямого, что характерно для хризоберилла. В справочнике также приведена диаграмма Ве0А, по которой фаза ВеО ЗА0з плавится конгруэнтно. В системе установлено еще не идентифицированная фаза с показателем светопреломления от 1.