Синтез диборида титана в медной матрице и разработка композиционных материалов на основе системы TiB2-Cu

• Автор: Дудина, Дина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 116 с.

Оглавление
Введение.

1. Литературный обзор

1.1. Синтез в матрицах как способ получения дисперсных частиц и композиционных структур

1.2. Реакции в металлических матрицах и способы их осуществления

1.3. Возможности механической активация для осуществления реакций в

металлических матрицах

1 АСамораспространяющийся высокотемпературный синтез в механически активированных системах. Синтез нанокомпозитов
1.5. Получение компактных материалов из нанокомпозиционных порошков. Проблема сохранения наноструктуры в компактном материале

1.6. Перспективы применения композиционных материалов на основе системы ТдВгСи.

1.7. Цель и задачи исследования.

2.Синтез диборида титана в медной матрице объединением методов
механической активации и СВС
2.1 .Описание механически активированного состояния в системе Т1В
2.1.1.Условия механической активации
2.2. СВСреакция в механически активированной смсси ТьВСи
2.2.1.Температура и скорость горения в системе. Зависимость скорости и температуры горения от времени предварительной механической активации
2.2.2.Концентрационные пределы горения механически активированной системы ЛВСи
2.2.3. Микроструктура продукта СВСреакции
2.3. Механическая обработка продуктов СВСреакции. Микроструктура
частиц нанокомпозита ЛВ2Си
3. Эволюция микроструктуры нанокомпозита ЛВ2Си при компактировании. Способы сохранения наноструктуры в объемном материале. Механические свойства компактных материалов.
3.1. Методики спекания прессование и термический отжиг, спекание методом электроннолучевой порошковой металлургии, спекание электрическим током, взрывное компактирование.
3.2.Микроструктура компактных материалов. Сохранение
наноструктуры при компактировании
3.3.Механические свойства компактных материалов
4.Электроэрозионная устойчивость нанокомпозиционных компактов
ЛВ2Си.
Заключение.
Выводы.
Публикации по теме диссертации
Литература


Практическая значимость результатов проведенных исследований заключается в возможности использовать разработанный на примере системы ТШ2Си метод синтеза наноразмерных керамических частиц в матрице для получения нанокомпозиционных материалов в различных системах с металлическими и интерметаллическими матрицами, содержащими керамические упрочняющие фазы, образующиеся в СВСрежиме. Результаты исследований микроструктуры и механических свойств материалов, полученных различными методами компактирования, позволяют рекомендовать условия, необходимые для создания на основе системы Т1В2Си материалов с заданными значениями твердости, прочности и пластичности. Установленные закономерности изменений в нанокомпозиционных компактах ПВ2Си в условиях электрической эрозии указывают на их перспективность в качестве электроэрозионностойких материалов в условиях высокоэнергетических воздействий. Т1В2Си с сохранением наноструктуры в объеме применение нанокомпозитов гПВ2Си в качестве электроэрозионностойких материалов в условиях сильноточного дугового разряда. Одним из эффективных методов управления реакциями является проведение их в присутствии матрицы. Введение матрицы, с одной стороны, пространственно разделяет реагенты и создает диффузионные затруднения, с другой ограничивает объем, в котором может происходить взаимодействие. Очевидно, что присутствие матрицы изменяет реакционную способность веществреагентов. Матрица может выступать в роли компонента, с которым исходные реагенты образуют соединения или растворы, химически более активные по сравнению с исходными реагентами. Если реакция осуществляется в пространстве, создаваемом структурой матрицы, то матрица играет роль реактора, ограничивающего реакционное пространство и оказывающего ориентирующее влияние 1, 2. В этом случае реагенты располагаются в межслоевом пространстве, полостях или каналах матрицы. Микро нано реакторами могут быть полости цеолитов и пористых сред, мицеллы и дендримеры сильно разветвленные макромолекулы, имеющие центральное ядро, свободные объемы в соединениях включения, в макромолекулах с третичной структурой. Использование матриц может быть обусловлено необходимостью получения и стабилизации мелкодисперсных частиц. Применение наносистем в качестве материалов сильно затруднено ввиду метастабильности вещества в нанокристаллическом состоянии. Это связано со значительным увеличением удельной поверхности частиц по мере уменьшения их линейных размеров до нанометровых, приводящим к возрастанию химической активности и усилению тенденции к агрегации. Для получения и стабилизации наночастиц используются различные матрицы полимеры 3, эмульсии, жидкие кристаллы 2. По мере развития приемов экспериментального исследования строения и свойств веществ и возрастающего интереса к наноматериалам, появляется необходимость исследования реакционной способности наночастиц, небольших коллективов молекул или отдельных молекул. Для исследования свойств отдельных молекул была предложена их матричная изоляция, чаще всего осуществляемая в условиях низких температур 4. В этом случае идея заключается в том, чтобы отделить частицы друг от друга инертным разбавителем, препятствующим их реакциям между собой, и отнести результаты исследований к изолированным молекулам. Такие системы благоприятны для изучения взаимодействия молекул с ближайшим окружением некоторой оболочкой, образованной прилежащими атомами матрицы. Для наноразмерных частиц поверхностная энергия резко возрастает, и поэтому роль среды становится определяющей. Наночастицы, диспергированные в газовой фазе, в углеводороде, в матрице другого металла, в полимере или в полостях цеолита, будут обладать различными свойствами 5. Известно, что многие свойства являются коллективными и определяются не отдельно взятой частицей, а ансамблем частиц, распределенных в среде, и, следовательно, зависящим от свойств среды. Поверхностные атомы частиц взаимодействуют со средой диспергирования, при этом энергия этого взаимодействия находится на уровне химических связей. Поэтому активность и свойства наночастиц определяются характером их взаимодействия с матрицей. Благодаря взаимодействию матрицы и реагентов изменяются скорости и механизмы химических реакций, размер и морфология образующихся продуктов.