Закономерности консолидации металлических нанопорошков никеля и железа

• Автор: Тихомиров, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЬРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Методы получения объемных наиокристалличсских материалов.

Глава 2. Материалы, оборудование, методы исследования.

Глава 3 Развитие химикометаллургического метода получения наиоиорошков

Глава 4. Прессование металлических нанопорошков никеля и железа

Глава 5 Спекание прессовок из металлических нанопорошков никеля и железа

Глава 6 Спекание под давлением металлических нанопорошков никеля и железа

Выводы
Литература


Значительный интерес к объемным нанокристшглическим материалам обусловлен тем, что их конструкционные и функциональные свойства значительно отличаются от свойств крупнозернистых аналогов. Нанокристаллические материалы получают, в основном, методами порошковой металлургии, кристаллизацией из аморфною состояния и интенсивной пластической деформацией Особенности структуры нанокристаллических материалов размер зерен, значительная доля границ раздела и их состояние, пористость и другие дефекты структуры определяются методами их получения и оказывают существенное влияние на их свойства С уменьшением размера зерна повышается прочность с сохранением пластичности, проявляется эффект низкотемпературной и высокоскоростной сверхпластичносги, наблюдается изменение физических свойств В настоящее время становится возможным формировать наноструктуры, которые позволяют существенно улучшить свойства материалов в несколько раз, а в ряде случаев, на порядок и более Это, в свою очередь, позволяет создавать принципиально новые устройства, конструкции и приборы с такими эксплуатационными параметрами, которые недостижимы при использовании традиционных материалов Например, повышение конструкционной прочности и износостойкоеги материалов при сохранении достаточной пластичности позволит увеличить надежность и долговечность инструмента, деталей, машин и конструкций, уменьшить расход металла на изготовление машин и конструкций, увеличить полезную 1рузоподъемность различных видов транспорта, увеличить скорость движения машин, уменьшить расход топлива и загрязнение окружающей среды Создание наноматсриалов с повышенными физикомеханическими свойствами имеет существенное значение при создании ряда новых изделий космической и медицинской техники. Мноюобразие методов консолидации, используемых в порошковой металлургии, обеспечивает достаточно широкие XIIическис возможности для получения высокоплотных и пористых млсриалов На уплотнение дисперсных порошков значительное влияние оказывают такие параметры, как средний размер частиц, содержание примесей, состояние поверхности, форма чааиц и способ прессования. Совмещение метода получения путем исиаренияконденсации и прессования наноиорошков непосредственно в вакуумной камере позволило получать наномагериалы в виде таблеток, имеющих высокую плотность Наличие двух источников испарения позволяет получать материалы сложного состава . В работе получены ишермсталлиды ЫцА1 и i компактированием наиопорошков Образцы получали посредством испарения соответствующею интерметаллида в атмосфере юлия и конденсации паров, далее порошки прессовали i i в условиях одноосного нагружения при давлении 1 1 Па при комнатной температуре. В работе исследовано влияние размера частиц порошка железа от до 0 нм на плотность компактов, полученных квазигидростатическим прессованием при комнатной температуре рис и Порошки были получены левитационным методом испаренияконденсации
г

Лавчсние прессование. О
о
0,6 . ТГ
Средний размер частиц, нм
Рис Зависимость относи Iелыюи плотноеги прессовок от среднего размера частиц для прессовок, полученных при давлении ГПа. Наибольшее увеличение плотности наблюдайся при увеличении давления до ГПа Дальнейшее увеличение давления до ГПа не приводит к значительному росту плотности На рис представлен график зависимости ошосителыюй плотности прессовок от среднею размера частиц порошка при давлении прессования 1 и ГПа
X
1 н
0,
Ох
У
У
О
. Рис 1 Зависимое плотности прессовок порошков никеля от среднего размера частиц при давлении прессования 1 ГПа при одноосном и I идростатическом прессовании. С уменьшением размера частиц плотность прессовок значительно падает. В работе исследован процесс уплотнения порошков вольфрама, полученного методом иерекоидепсации в плазме, дисперсностью нм в условиях гидростатического давления до 5 ГПа в исходном состоянии, а также после восстановительнот о отжига, приведшего к снижению содержания кислорода на порядок, отсутствию на поверхности частиц слоя рУ, а также увеличению среднего размера частиц до нм.