Разработка и получение шликерным методом высокопористого проницаемого ячеистого жаростойкого сплава

• Автор: Башкирцев, Григорий Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 103 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений

Введение.
1 Структура и свойства жаростойких высокопористых проницаемых ячеистых сплавов и разработка методов их получения литературный обзор

1.1 Методы получения высокопористых материалов

1.2 Макроструктура органической структурообразующей матрицы и высокопористых проницаемых ячеистых материалов.

1.3 Жаростойкие материалы.

1.4 Диспергирование порошковых систем.

1.5 Основные понятия и теоретические основы измельчения.

1.6 Влияние среды на механическое измельчение.

1.7 Оборудование для диспергирования

1.8 Термообработка и спекание.
2 Постановка задачи, исходные материалы и методики исследований.
2.1 Постановка задачи.
2.2 Исходные материалы
2.3 Методики проведения эксперимента
2.3.1 Высокоэнергетическая обработка лигатуры в барабанной мельнице.
2.3.2 Высокоэнергетическая обработка лигатуры в вибрационной мельнице
ВМ0,5.
2.4. Методики исследований
2.4.1 Определение гранулометрического состава.
2.4.2 Определения микротвердости
2.4.3 Определение диаметра ячейки образца
2.4.4 Определение плотности образца.
2.4.5 Определение прочности на сжатие.
2.4.6 Приготовление шлифов и металлографический анализ
2.4.7 Рентгенофазовый анализ
2.4.8 Определение удельной поверхности
2.4.9 Определение вязкости шликеров.
2.4. Статистическая обработка результатов.
3 Изучение процессов консолидации в поликомпонентных активированных системах при формировании структуры высокопористых проницаемых ячеистых сплавов.
3.1 Изучение консолидации порошковых систем на стадии получения заготовок ВПЯМ металлов и сплавов суспензионного формования.
3.1.1 Требования к порошкам по дисперсности.
3.1.2 Установление закономерностей влияния морфологии частиц в порошковой системе на плотность укладки в матрице заготовки ВПЯМ.
3.1.3 Оптимизация способов увеличения плотности укладки частиц
металлических порошков
3.2 Исследование процессов дробления шихтовых материалов.
3.2.1 Исследование измельчения лигатуры в барабанной мельнице.
3.2.2 Исследование измельчения лигатуры в вибрационной мельнице.
3.3 Исследование седиментационной устойчивости и реологии суспензий
порошков с различными стабилизаторами.
3.3Л Оптимизация реологических характеристик хромалевых шликеров
4 Исследование консолидации в процессе термообработки и спекания высокопористых проницаемых ячеистых сплавов
4.1 Исследование закономерностей уплотнения матрицы ВПЯМ на микрои макроуровне в восстановительной атмосфере.
4.2 Анализ влияния дисперсности частиц на протекание процессов консолидации матрицы ВПЯМ.
4.3 Исследование активации процессов консолидации на ранних стадиях спекания ВПЯМ.
4.4 Исследование процессов термообработки заготовок ВПЯМ хромаль
4.5 Исследование процессов спекания ВПЯМ хромаля в различных средах
4.5.1 Выбор композиций при спекании ВПЯМ хромаля. Спекание в вакууме
4.5.2 Исследование процессов спекания в среде водорода
5 Разработка технологии производства и исследование эксплуатационных характеристик высокопористых проницаемых ячеистых пластин сплава хромаль как носителя катализатора
5.1 Подготовка щелочного раствора и щелочная обработка пенополиуретана
5.2 Приготовление смеси порошков железа, кобальта и лигатуры
5.3 Приготовление суспензии смеси металлических порошков железа, кобальта и лигатуры
5.4 Удаление структурообразующей пенополиуретановой подложки
5.5 Спекание заготовок хромалевых ВПЯМ
5.6 Деформация ВПЯМ.
5.7 Исследование микроструктуры и прочности.
5.8 Исследование проницаемости
5.9 Исследование окал и ностой кости
5. Исследования магнитных и каталитических свойств тепловыделяющих элементов на основе ВПЯМхромаля.
Основные выводы
Список литературы


Выбор композиций при спекании ВПЯМ хромаля. Деформация ВПЯМ. Исследование микроструктуры и прочности. Исследования магнитных и каталитических свойств тепловыделяющих элементов на основе ВПЯМхромаля. Актуальность проблемы. Создание материалов с высокой удельной поверхностью и контролируемой проницаемостью актуальная задача порошкового материаловедения. Одним из наиболее эффективных методов получения подобных материалов является суспензионный метод дублирования полимерной матрицы. На основе этого метода получены различные металлические материалы. Использование жаростойких сплавов таких как нихром и хромаль позволило улучшить эксплуатационные характеристики металлических высокопористых проницаемых ячеистых материалов ВПЯМ. Создание материалов на основе сплава хромаль с различными добавками, повышающими прочность, стойкость к окислению при сохранении его уникальных свойств, позволит расширить область применения высокопористых проницаемых ячеистых сплавов и создать уникальные устройства, в частности, в области энергетики. В связи с выше перечисленным можно сделать вывод что усовершенствование суспензионного метода дублирования полимерной матрицы и получение проницаемого ячеистого жаростойкого сплава типа хромаль является актуальной проблемой. ВПЯМ хромаля из дисперсных порошковых смесей и разработка технологии изготовления ВПЯМ пластин с заданными технологическими параметрами. Разработка технологии производства и исследование физикомеханических, эксплуатационных, жаростойких, каталитических характеристик ВПЯМ пластин с выбором порошковой композиции. Установлены закономерности влияния морфологии частиц в порошковой системе на плотность укладки в матрице заготовки ВПЯМ. Проведена оптимизация способов увеличения плотности укладки частиц. Установлены закономерности размола лигатуры ХА в барабанной и вибрационной мельнице, выявлены оптимальные параметры и кинетика измельчения. Получены не расслаивающиеся седиментационноустойчивые суспензии металлических порошков. Показано, что толщина слоев и их стабилизирующее действие зависит от вида и концентрации высокомолекулярных соединений ВМС в водном растворе. Произведена оптимизация реологических характеристик хромалевых шликеров. Установлены закономерности уплотнения матрицы ВПЯМ на микро и макроуровне в восстановительной атмосфере. Произведен анализ влияния дисперсности частиц на протекание процессов консолидации матрицы ВПЯМ. Установлены методы активации процессов консолидации на ранних стадиях спекания сплавов ВПЯМ полученных суспензионным методом. Впервые произведено исследование процессов термообработки и спекания заготовок ВПЯМ хромаль в различных средах с выбором порошковой композиции. Разработана технология производства . ВПЯМ пластин сплава хромаль. ВПЯМ пластин сплава хромаль как носителя высокотемпературного катализатора. Ыа базе жаростойких ВПЯМ пластин сплава хромаль разработан и изготовлен ООО Энергооборудование каталитический теплогенератор КТГ0,5, применяемый как водогрейный котел. Достоверность результатов и выводов подтверждается применением апробированных методик и современного оборудования в ходе экспериментальных исследований, воспроизводимостью получаемых результатов и проверкой их независимыми методами исследований, а также их соответствием литературным источникам. Заключается в постановке задач исследований, организации и проведении экспериментальных, исследовательских и производственных работ, интерпретации и обобщении полученных результатов. Закономерности, определяющие требования к порошкам по дисперсности и морфологии для использования их в суспензионном формовании и предложены механизмы увеличения плотности укладки частиц. Результаты экспериментальных исследований условий образования седиментационно устойчивых суспензий поликомпонентных порошков. Способы активации процессов спекания с формированием заданной структуры ВПЯМ. Результаты исследований физикомеханических, эксплуатационных, жаростойких, каталитических характеристик ВПЯМ хромаль. Технология получения крупногабаритных пластин ВПЯМ хромаль.