авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |

«Национальная Академия наук Украины (НАНУ) Институт проблем материаловедения им. И.Н.Францевича НАНУ Украинское материаловедческое общество Национальный технический ...»

-- [ Страница 8 ] --

химических соединений (карбидов, нитридов, Наименее изучены возможности боридов, оксидов и т.д.) основан на проведении процесса СВС для получения объемных экзотермической реакции между исходными нанокристаллических материалов. Известен реагентами (чаще всего порошковыми) в форме синтез нанокомпозита в результате объемного горения. Главный принцип «не греть исходные жидкофазного СВС с образованием наночастиц порошки, а сжигать их» отличает технологию в растворе. Перспективные результаты СВС от технологии традиционной порошковой получены при использовании неравновесных металлургии, обеспечивает большие методов компактирования (импульсного преимущества и является очень плодотворным: электроискрового разряда и взрыва) создано около 100 разновидностей технологии нанокомпозитных порошков, синтезированных СВС, позволивших синтезировать свыше 1000 методом СВС с механоактивацией.

веществ и материалов, в том числе и наноматериалов [1, 2]. Литературные источники Наиболее полно изучены возможности 1. Амосов А.П., Боровинская И.П., процесса СВС для получения нанопорошков [3- Мержанов А.Г. Порошковая технология 5]. В волне горения первичные частицы самораспространяющегося высокотемпе продуктов синтеза являются наноразмерными, ратурного синтеза материалов: Учебное а после окончания химической реакции размер пособие для студентов вузов. М.:

частиц растет в ходе процессов Машиностроение – 1, 2007. 567 с.

рекристаллизации и агломерации. 2. Амосов А.П., Бичуров Г.В. Азидная Сформулированы обобщенные принципы тенология самораспространяющегося уменьшения размера кристаллитов продуктов высокотемпературного синтеза микро- и СВС, в первую очередь, за счет подавления нанопорошков нитридов. М.: Машиностроение процессов рекристаллизации и агломерации – 1, 2007. 528 с.

зерен продуктов горения. На их основе 3. Amosov A.P., Borovinskaya I.P., объяснены и классифицированы 20 конкретных Merzhanov A.G., Sytschev A.E. Principles and приемов получения СВС-нанопорошков: methods for regulation of dispersed structure of применение наноразмерных реагентов и SHS powders: from monocrystallites to инертных добавок;

разбавление, nanoparticles // Int.Journal of SHS, 2005, vol.14, гранулирование, растворение шихты;

no. 3, pp. 165-186.

использование оксидов, ферросплавов, азидов, 4. Амосов А.П., Боровинская И.П., редокс-соединений в качестве реагентов вместо Мержанов А.Г., Сычев А.Е. Приемы чистых элементов;

использование регулирования дисперсной структуры СВС газифицирующихся добавок;

химическое порошков:от монокристальных зерен до диспергирование;

механическая активация;

наноразмерных частиц // Известия вузов.

гравитационное воздействие;

наложение Цветная металлургия, 2006, №5, с. 9-22.

электрического и магнитного полей;

подогрев 5. Самборук А.А. Самораспространя шихты;

закалка горящего образца;

СВС в ющийся высокотемпературный синтез микро- и газовых взвесях и газовых фазах. нанопорошков карбида титана из Менее изучены возможности процесса гранулированной шихты: Автореф. дис. … СВС для получения нанопокрытий. Показано канд. техн. наук. Самара: СамГТУ, 2012. 18 с.

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ПОЛУЧЕНИЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАНГАНИТОВ МЕТОДОМ МНОГОКРАТНОГО ХОЛОДНОГО ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ Прилипко С.Ю., Акимов Г.Я.

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, 83114, ул. Р.Люксембург, 72, suprilipko@mail.ru Целью данной работы было получение формулой La0,7Mn1,3O3±, и эта смесь растворов нанокристаллических порошков манганитов поступала в раствор аммиака, взятого в избытке.

лантана используя механическую активацию Использование аммиака в этом случае холодного изостатического прессования [1]. предпочтительнее карбоната аммония, так как все Нитраты лантана, стронция и марганца катионы достаточно хорошо осаждаются им, но смешивались в соответствии с формулой температуры разложения образующихся при этом (La0,65Sr0,35)0,8Mn1,2O3, и эта смесь растворов гидроксидов ниже, чем карбонатов.

поступала в раствор карбоната аммония, взятого в Образовавшийся осадок, фильтровался на избытке. Образовавшийся осадок, фильтровался бумажном фильтре и сушился при 100–150°C до на бумажном фильтре и сушился при 100–150°C полного удаления воды. ХИП проводилось до полного удаления воды. Холодное давлением ГПа. Далее проводился изостатическое прессование (ХИП) проводилось синтезирующий обжиг при температуре 450°С в давлением ГПа. Далее проводился течение 6 часов. После этого спрессованные синтезирующий отжиг при температуре 600°С в образцы растирались, подвергались течение 5 ч. После этого спрессованные образцы ультразвуковому диспергированию, снова растирались, снова прессовались при 1 ГПа и прессовались при 1 ГПа и обжигались на обжигались на протяжении 5 ч. После 3-х циклов протяжении 6 часов. После 6 циклов прессования прессования и термообработки рентгеновский и термообработки рентгеновский анализ не анализ не выявил присутствия исходных выявил присутствия исходных компонентов.

компонентов. Средний размер кристаллитов полученного Средний размер кристаллитов порошка составлял 6±1 нм (рис. 1б).

определялся при помощи TEМ и составлял 30±3 Таким образом, в результате проведенных нм (рис. 1а). исследований было установлено, что использование ХИП позволяет б а интенсифицировать синтез манганитов уже при относительно низких температурах, что позволяет получать манганиты в нанокристаллическом состоянии. Разработана методика [2], при помощи которой были получены нанопорошки со средними размерами кристаллитов ~30 нм Рис. 1. Микрофотография манганита лантана состава ((La0,65Sr0,35)0,8Mn1,2O3±) и ~6 нм (La0,7Mn1,3O3±).

(La0,65Sr0,35)0,8Mn1,2O3± (а) и La0,7Mn1,3O3± (б).

Прилипко С.Ю., Тимченко В.М., Акимов 1.

Следующим этапом стало получение Г.Я., Ткач В.И. Влияние холодного изостатического нанокристаллического манганита состава прессования на размер кристаллитов и синтез манганата Выбор данного состава, La0,7Mn1,3O3±. лантана // Порошковая металлургия.– Киев.– 2008.– объясняется его хорошими №5/6.– С. 26–30.

магнитоэлектрическими свойствами и при этом он Патент 94832 Україна, МПК C04B 35/50, 2.

C04B 35/626, C04B 35/622. Спосіб отримання является двухкомпонентной системой, что нанокристалічних матеріалів на основі манганата облегчает процесс твердофазного синтеза при лантану / Прилипко Ю.С., Акимов Г.Я.;

ДонФТИ НАН низкой температуре. Температура синтеза Украины – № а 201000954;

заявл. 01.02.2010;

опубл.

составляла 450°C, что примерно соответствует 10.06.11;

Бюл. № 11.

температуре начала второй стадии разложения La(OH)3.

Нитрат лантана и нитрат марганца смешивался в пропорциях, в соответствии с СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕАКЦИОННОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ И ПРОИЗВОДСТВЕ ОБЪЕМНЫХ НАНОСТРУКТУРНЫХ МЕТАЛЛОМАТРИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Шалунов Е.П., Архипов И.В., Зайцев И.В., Ефимова Л.Б.

ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова», 428015, Россия, Чебоксары, Московский пр.,15, shalunov2003@mail.ru К одним из постоянно востребуемых обеспечивает также восстановление матричного современной техникой материалов относятся металла из его оксидов, обеспечивает создание жаропрочные композиционные материалы, среди защитной среды при нагреве гранульных брикетов которых наиболее эффективными считаются под горячую деформационную обработку и, в случае дисперсно-упрочненные материалы, получаемые в необходимости, выступает в виде сухой смазки.

большинстве случаев методами порошковой Многолетними исследованиями доказано, металлургии. что механохимически синтезированные оксидные и За последние годы доказано, что наиболее карбидные фазы имеют, в среднем, размеры от 20 нм эффективным методом изготовления таких до 60 нм, а столь высокая мощность процесса РМЛ материалов (если речь идёт не о получении образцов обеспечивает получение в конечном (чаще всего, материалов в лабораторных масштабах, а именно об горячеэкструдированном) материале чётко их серийном изготовлении) является реакционное выраженную субзёренную структуру со средним механическое легирование (РМЛ), осуществляемое в размером субзёрен 80…160 нм. Такие параметры высокоэнергетических шаровых мельницах, в структурных составляющих относят эти материалы частности, в аттриторах. Использование его с к объемным наноструктурным материалам. Главной середины 80-х годов прошлого столетия в особенностью описываемых материалов является их Чувашском госуниверситете позволило создать, в высокая температура рекристаллизации, том числе в сотрудничестве с Венским техническим достигающая до 0,92 от температуры плавления университетом целый ряд высокоэффективных матричного металла, повышенная дисперсно-упрочненных композиционных износоустойчивость, а для материалов материалов (ДУКМ) на основе порошков алюминия электроконтактного назначения – хорошая систем Al-C-O, Al-Mg-C-O, Al-Si-Ni-Fe-C-O, Al-Mg- электропроводность (до 92% IACS), дугостойкость и Li-C-O, Al-Zr-C-O и др., меди систем Cu-Al-C-O, Cu- устойчивость против адгезии.

Простота разработанной технологии, в Ti-C-O, Cu-Cr-C-O, Cu-W-C-O, Cu-Al-Ti-C-O, Cu-Al Cr-C-O,Cu-Cr-Ti-C-O и др., железа систем Fe-Cu-C- которой отсутствует необходимость использования в O, Fe-Ti-C-O и др., большинству из которых была процессе РМЛ нейтральных газов или вакуума, а при обеспечена патентная защита в России, а некоторым дальнейшем технологическом переделе полученных из них–и в других странах. в аттриторах гранул – водорода или каких-либо Как следует из написания вышеуказанных защитных газов, наряду с разработкой простых и исследованных систем материалов, в них включен надежных аттриторов (изготовлено более 100 штук) кислород, от которого, как правило, в традиционной позволило создать в России, начиная с 1991 года, порошковой металлургии пытаются освободиться. четыре небольшие производства вышеуказанных Здесь же он использован для того, чтобы в материалов, суммарная мощность которых результате механохимического синтеза, составляет около 220 тонн в год, и произвести на обеспечиваемого РМЛ при чрезвычайно высокой настоящий момент более тонн энергонапряжённости процесса (3,5…9,0 МДж на 1 горячепрессованных полуфабрикатов, из которых кг обрабатываемой в течение 1 ч в аттриторе было изготовлено и поставлено предприятиям порошковой смеси), он образовывал с металлом России и других стран (США, Германия, Италия, матрицы или специально введенными в неё другими Австрия, Китай и др.) более 25 млн. штук готовых металлическими элементами соответствующие высокопрочных изделий различного назначения.

оксиды, упрочняющие получаемые в итоге Исследования проводились при финансовой материалы. Для того, чтобы матричный материал поддержке ряда предприятий, министерств и дополнительно упрочнить по тому же принципу и ведомств, различных фондов, в том числе РФФИ, в карбидами, в исходную порошковую смесь вводится частности по проекту №12-08-31525- мол_а.

углерод в виде сажи или графита, который СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НАНОСТРУКТУРНЫЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Прихна Т.А.

Институт сверхтвердых материалов им. В.Н.Бакуля НАН Украины, ул.Автозаводская, 2, Киев, 04074, Украина, prikhna@mail.ru, prikhna@iptelecom.net.ua В настоящее время наиболее уменьшению напряжений в решетке Y123 при перспективными высокотемпературными вхождении в нее кислорода, а также к сверхпроводящими материалами для использования интенсификации диффузионных процессов, что и в криогенной технике являются материалы на обуславливает существенное снижение времени, необходимого для насыщения кислородом основе YBa2Cu3O7- и MgB2, в частности, структуры YBa2Cu3O7- (от 0,7 до 0). С ростом электродвигателях судов, подводных лодок, самолетов, генераторах, насосах для перекачивания температуры насыщения кислородом (до 900- о сжиженных газов, для изготовления магнитов С) в гидростатических условиях увеличивается резонансных томографов, установок ядерного плотность двойникования, а также снижается магнитного резонанса, магнитных подшипников, плотность дислокаций и дефектов упаковки вплоть например, быстровращающихся центрифуг и до полного исчезновения последних.

сильнонагруженных ветряных мельниц, мощных Сверхпроводящие характеристики, такие токоотводов, для использования в транспорте на как плотность критического тока и критического магнитной подушке, резистивных и индукционных магнитного поля материалов на основе MgB2, токоограничителях, накопителях энергии типа которые фактически принадлежат к системе Mg-B-O «маховое колесо» и т.п. Это объясняется тем, что из-за высокой концентрации примесей кислорода разработанные технологии позволяют достичь (до 17 мас. %) зависят от неоднородности высокого уровня сверхпроводящих и механических распределения бора и примесного кислорода, что характеристик данных материалов.

Высокий может регулироваться температурой синтеза (600 уровень функциональных характеристик таких, как 1200 ° С) и повышением давления (до 2 ГПа), а плотность критического тока, уровень также добавлением SiC и Ti (10 мас.%). \ jc, захваченного магнитного поля, В, критические Увеличение давления при получении магнитные поля, Вirr и ВС2, в сверхпроводниках данных материалов от 0,1 МПа до 2 GPa позволяет подавить летучесть магния, приводит к снижению второго рода, к которым относятся YBa2Cu3O7- и пористости (от 47 % до 1%) и к уваличению MgB2, обеспечивается определенным образом плотности критического тока ( jc=106 A/cм2 в 1 Tл организованной наноструктурой т.е. созданием при 20 K), верхних магнитных полей (Bc2(0 K)= большой плотности центров пиннинга (центров закрепления вихрей несверхпроводящей фазы или Тл, Bc2(22 K)=15 Тл) и полей необратимости (B( вихрей Абрикосова). K)= 32,5 Тл, B(18,5 K)=15 Тл).

При насыщении кислородом структуры Повышение температуры изготовления плавленых текстурированных керамических приводит к изменению поведения материалов в магнитном поле: при снижении температуры материалов по YBa2Cu3O7- (или Y123) разработанной технологии в условиях повышенного синтеза повышается плотность критического тока в (до 10-16 МПа) давления кислорода и высоких сильных магнитных полях, а при ее увеличении –в температур (700-900 оС), за относительно короткое средних и низких;

тип пиннинга при повышении время (72 ч) сверхпроводящие (jc 100 кА/см2 (0 Тл) температуры меняется от т.н. зернограничного к точечному (причем, точеный пининг для материалов и 55 кА/см2 (2 Тл), Вirr =9,5 Тл при 77 К в на основе MgB2 продемонстрирован нами впервые).

плоскости и механические ab Y123), Как показали исследования методами СЭМ и Оже, до ГПа и (микротвердость HV=7, изменение типа пиннинга хорошо коррелирует с трещиностойкость до K1c= 4,4 МПам0,5 при преобразованием непрерывных обогащенных нагрузке 4,9 Н) свойства достигают рекордно кислородом слоев (толщиной 15-20 нм) в отдельные уровня, что объясняется формированием наноструктурные включения Mg-B-O, а также со наноструктуры из двойников (плотность снижением размеров включений высших болидов двойникования ~20-35 мкм-1), способствующей магния MgBX (X 2) в структуре MgB2. Добавки SiC пиннингу, а также образованием значительно и Ti интенсифицируют процессы локализации меньшего количества микротрещин (0,2 мкм-1) и кислорода и формирования включений Mg-B-O, а предотвращением формирования макротрещин.

также влияют на распределение бора и образования Повышенное давление кислорода препятствует высших болидов магния материале, которые могут разложению фазы Y123 при высокой температуре, а служить центрами пиннинга.

нагрев до высоких температур понижает энергетический барьер двойникования и приводит к СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ПЛАСТИЧЕСКИ ДЕФОРМИРОВАННЫХ АМОРФИЗИРУЮЩИХСЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА Горанский Г.Г.

Белорусский национальный технический университет, РБ, 220013, Минск, пр. Независимости, 65/7, georggoran@rambler.ru Цель работы: доказать возможность начальной температуры порошка и рабочих тел в управления термодинамической стабильностью Аr. Калориметрическим методом оценена доля порошковых многокомпонентных аморфизи- энергии ЕП, аккумулируемая единичной массой руемых сплавов на основе железа в процессе материала в процессе АО. АО приводила сплавы в диспергирования, т.е. изменять температуры аморфизированное состояние с различным перекристаллизации аморфных фаз и величину объемом аморфной фазы Со (вплоть до полной экзотермического эффекта перекристаллизации. аморфизации). Методом мгновенного фикси Исследовались полученные механосинтезом рования ЭДС определены значения химических сплавы систем Fe-B, Fe-Ni-Si-B, Fe–Ni–Cr–В-Si- потенциалов µ железа для исследуемых сплавов Mo-Co и др. Диспергирование порошков после различной степени их аморфизации осуществлялось в аттриторе. Его энергонапряжен- вследствие АО. Результаты – в таблице 1. Здесь же ность определена методом «тест-объекта» и для оценки термической стабильности сплавов непосредственным измерением потребляемой приведены параметры их перекристаллизации мощности в цепи привода при работе аттритора в (температура начала процесса Тv, энергия его режимах холостого и рабочего хода. Зная активации Еa, интенсивность экзотермического эффекта, показатель n Джонсона-Мела энергонапряженность I и кинетику дисперги рования, оценивалось количество механической Аврами), полученные методом дифференциально энергии ЕД, подведенной к материалу за время его термического анализа.

аттриторной обработки (АО). Обработка извест ной массы материала велась от фиксированной Таблица 1 Степень аморфизации, химический потенциал и параметры перекристаллизации порошковых композиций в зависимости от степени аккумулируемой ими при АО энергии ЕП, град Сплав Е П, Е П / Е Д, Со, % µFe, Тv, К Еa, n кдж/г Дж/моль кдж /моль % Fe-B - - 72 6228 682 186 220,9 1, - - 78 6122 703 220 260,4 1, 0,46 5,9 80 5814 736 246 362,4 2, Fe-Ni-Si-B 0,92 7,9 84 5623 752 265 382,0 2, 1,52 9,8 85 4820 765 265 382,0 2, 2,91 9,4 92 4606 785 340 409,9 3, 3,11 6,7 98 4012 785 355 409,9 3, - - 82 4083 755 220 322,4 2, Fe–Ni-Mo-Co 0,32 4,1 82 3452 764 245 392,8 2, –Cr-В-Si 0,74 6,4 86 3106 776 285 418.6 2, 1,36 8,8 88 2796 798 310 434,6 2, 2,60 8,4 96 2550 818 370 520,7 2, 2,79 6,0 98 2101 818 385 520,7 3, Энергия ЕП, затрачиваемая на структурных и фазовых превращений в материалах формирование новых поверхностей раздела, в процессе АО.

структурные и фазовые превращения в материале Отмеченные изменения параметров относительно мала. Она имеет тенденцию к перекристаллизации могут быть использованы как нарастанию до определенной стадии диспер- дополнительные технологические факторы в гирования, а в дальнейшем снижается за счет условиях внешних термодеформационных воздейс проявляющихся релаксационных процессов. Зная твий на материалы при их изготовлении, кинетику ее изменения, можно дифференци- формообразовании и эксплуатации.

рованно оценивать энергоемкость процессов СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НАНОКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ПРИ ТРЕНИИ АМОРФИЗИРУЮЩИХСЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА Горанский Г.Г.

Белорусский национальный технический университет, РБ, 220013, Минск, пр. Независимости, 65/7, georggoran@rambler.ru Исследована кинетика триботехнических деформации и возникновением сжимающих свойств (коэффициент трения, износ) и напряжений. Их появление повышает твердость, структурные превращения в аморфных и прочность, вязкость поверхностных слоев, кристаллических сплавах Ni-Сo-Fe-Cr-Mo-Si-B и способствуя росту триботехнических свойств при Ni-Fe-Si-B при различных режимах трения. ПД. Для аморфных систем при ПД отсутствует Доказано, что износостойкость у упрочнение и не соблюдается пропорциональная наноструктурированных сплавов выше в 1,4-1,6 зависимость износостойкости от твердости. ПД раза, чем у аморфных сплавов. аморфного сплава активизирует релаксационные При пластической деформации (ПД) процессы в областях деформации и повышает сплава формирование дефектов решетки диффузионную подвижность атомов. Развивается сопровождается их релаксацией. Ее интенсивность термодинамически выгодный процесс нанокристаллизации аморфной фазы: ЕД ЕНС + обусловлена температурой нагрева сплава внешним источником или вызванной процессом ЕА ост, где ЕНС – энергия образующейся ПД. При критической ПД равновесие этих наноразмерной фазы, ЕА ост - энергия процессов ведет к стабильным предельным сохранившейся аморфной фазы.

уровням дефектов структуры и аккумулируемой Нанокристаллизация происходит вследствие материалом энергии деформации ЕД. В локального фрикционного нагрева поверхности зависимости от интенсивности ПД и степени аморфных материалов при действии высоких релаксационных процессов в кристаллической сдвиговых и сжимающих контактных структуре возможно существенное дробление напряжений.

зерен с формированием пространственно Сначала идет нанокристаллизация фазы неоднородной дислокационной сетки, чистого металла, максимально содержащегося в фрагментизирующей материал на сильно сплаве. Это твердые растворы на основе - и -Fe – разориентированные субзерна размером 100-300 Ni, потом - непрерывные твердые растворы нм, содержащие значительную долю малоугловых аустенитного класса Fe-Ni, Fe-Co, Fe-Cr и затем границ. Наноструктурирование покрытия при ПД ограниченные твердые растворы Fe-Mo, Fe-В, Fe в условиях трения существенно повышает его Si, Ni–Cr. Кристаллические (интерметаллидные) твердость, вязкость и износостойкость. фазы (Fe-Cr), -фазы (Fe-Cr-Mo), бориды Fe2В, Аморфизация системы при ПД Ni2В, Со2В, силицид FeSi образуются на происходит, когда ЕД ЕА, где ЕА – энергия завершающей стадии процесса. На начальной образования аморфной фазы данного состава. стадии (размеры зерен менее 30-50 нм) растут Ситуация легче реализуется для твердость и вязкость сплава, повышая многокомпонентных интерметаллидных систем, износостойкость. Увеличение же доли имеющих сложную кристаллическую решетку, нанокристаллов ведет к росту твердости, но когда интенсивная диффузия, необходимая для снижает вязкость сплава. При продолжении ПД в миграции кристаллической границы, заторможена. структуре сплава появляются Многокомпонентный микрокристаллический микрокристаллические зерна твердых растворов сплав, аккумулируя энергию деформации, на основе - и -Fe–Ni, а количества последовательно формирует в своем объеме нанокристаллических и аморфных фаз нанокристаллические фазы, а затем (при ЕД ЕА) стабилизируются на определенном уровне.

Нанокристаллизация аморфных сплавов при ПД аморфные с равномерно распределенными в них ведет к формированию областей, имеющих нанокристаллическими интерметаллидными меньший, чем матричная фаза свободный атомный включениями. Объемные доли фаз обусловлены объем. Это сопровождается появлением исходным составом сплавов, скоростью и растягивающих напряжений, ускоряющих степенью ПД, температурой нагрева.

зарождение и распространение поверхностных Аморфизация сопровождается увеличением трещин, и снижением износостойкости сплава.

свободного объема сплавов в областях СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНОНАПОЛНЕННЫХ АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ИХ МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Викулова Л.В., Еремеева Ж.В., Анисимов О.В, Костиков В.И., Симонова Е.В., Лопатин В.Ю Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

119049, Россия, г. Москва, В-49, Ленинский проспект, 4, Lidiya-Vikulova@mail.ru Перспективным направлением, алюмоматричных КМ, армированных отвечающим современным тенденциям, частицами Al2O3, ZrO2 и Si3N4 размером до является создание функционально нм и долей армирования до 1 масс. %, методом армированных, или градиентных, механического замешивания наполнителя в композиционных материалов, в которых матричные расплавы.

необходимые специальные свойства могут Алюмоматричные КМ, содержащие в быть получены в заданных зонах, например, в качестве наполнителя частицы Al2O3 или Si3N4, поверхностных слоях, если детали работают в обладают более высокими значениями условиях трения и изнашивания. Разработка твердости 55 НВ, предела прочности на технологий формирования градиентных растяжения 170 МПа, на сжатие 380 МПа и композиционных материалов должна модуля упругости Е= 65 ГПа. Испытания на существенно улучшить технико-экономические сухое трение скольжения матричных сплавов и характеристики деталей, расширить диапазон дисперсно-наполненных КМ на их основе эксплуатационных нагрузок, увеличить срок против контр-тела из закаленной стали службы. Среди известных способов (HRC45) в диапазоне трибонагружения 5 - формирования КМ (центробежное литье, Н показали, что введение армирующих частиц пропитка преcc-форм переменного состава, в матричные сплавы стабилизирует процесс нанесение покрытий) к наиболее трения, расширяет допустимый диапазон технологичным можно центрифугирование. трибонагружения, снижает коэффициент Разработана и реализована жидкофазная трения до 0,35 и повышает износостойкость на технология получения дисперсно-наполненных 20 %.

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ВЛИЯНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН НА ПРОЦЕССЫ СПЕКАНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ Еремеева Ж.В., Панов В.С., Скориков Р.А.(1), Михеев Г.В., Ниткин Н.М.(1) Государственный технологический университет «Московский институт стали и сплавов»

119049, Россия, г. Москва, В-49, Ленинский проспект, 4, eremeeva-shanna@yandex.ru (1) ФГБОУ ВПО «Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)», 107023, Москва, ул. Большая Семеновская, Введение наноразмерных углеродных волокон в шихте из-за увеличения количества волокон марки «Таунит» совместно с диффундирующих атомов углерода.

искусственным специальным малозольным Увеличение активности вводимого графитом вместо традиционно применяемого наноразмерного углерода обусловило карандашного графита (ГК-1, ГОСТ 4404-78) в повышенное значение временному порошковую шихту для получения сопротивлению разрушению при растяжении в порошковых сталей оказывает положительное при всех значениях времени спекания.

влияние на формирование структуры и свойств Изучено влияние характеристик порошковых материалов на стадиях структуры образующегося при спекании приготовления исходной шихты, её аустенита на конечную структуру материала и прессования и спекания. Рассмотрены его свойства. Зародыши аустенита возникают в закономерности спекания формовок, местах сегрегации углерода на границах зерен содержащих наноразмерные углеродные и в наиболее дефектных зонах. Число таких волокна в шихте, их влияние на формирование зародышей и скорость их роста определяют, в структуры и свойств получаемых материалов. конечном счете, размеры зерен аустенита и Установлено существенное ускорение продуктов его распада. Чем крупнее частицы гомогенизации материала, повышение углерода, как в случае применения ГК-1, тем однородности структуры, уменьшение крупнее образованные при их взаимодействии с количества неметаллических включений и частицами железа зерна аустенита.

улучшение всего комплекса механических При наличии наноразмерного углерода свойств при введении наноразмерных волокон в шихте в процессе спекания возникает марки «Таунит» по сравнению с ГК. большее число зародышей аустенита, очагов Применение наноразмерных волокон по растворения углерода и более мелкозернистый сравнению с другими видами углерода аустенит. Многочисленность границ зерен улучшило условия восстановления аустенита приводит к возникновению поверхностных оксидов и отвода продуктов их перлитных колоний, которые мешают росту восстановления. Исследования распределения друг друга, а в случае медленного охлаждения углерода в объеме материала с помощью Оже- происходит изотермическая выдержка и спектроскопии и фрактографии показали, что сфероидизация перлита. Кроме того, при при использовании наноразмерных волокон введении наноразмерных углеродных волокон химическая неоднородность практически не были зафиксированы избыточные фазы отсутствует. Увеличение продолжительности феррита и цементита, структура получалась спекания при 1100оС приводило к возрастанию равномерной даже при более низких временному сопротивлению разрушению при температурах спекания, чем в случае растяжении в причем его темп уменьшался с использования ГК.

увеличением количества наноразмерных СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ПОЛУЧЕНИЕ НАНОПОРОШКА ЦИРКОНИЯ МЕТОДОМ СВС Зинченко В.Ф., Садковская Л.В., Писарский В.П.(1) Физико-химический институт им. А.В.Богатского НАН Украины, Люстдорфская дорога, 86, 65080, Одесса, Украина, vfzinchenko@ukr.net (1) Институт горения Одесского национального университета им. И.И. Мечникова, ул. Дворянская, 2, 65026, Одесса, Украина Металлический цирконий является помещают в реактор, заполненный инертным важным материалом атомной энергетики, в газом (аргон) под давлением около 40 атм. СВС частности, он идет на изготовление оболочки процесс инициируется поджигом с помощью ТВЭЛов, а также служит основой тугоплавких электрической спирали, размещенной на торце конструкционных материалов и сплавов. брикета. Процесс идет в режиме, близком к Способы получения циркония адиабатическому, в связи с его большой подразделяются на три группы: металлотермия скоростью (длится не более 10 мин.). При этом (основной способ), электролиз фторидных один из продуктов реакции, а именно, MgF расплавов, термическая диссоциация (в основном плавится и вытесняется на периферию брикета, для получения особо чистого циркония). В где и застывает в форме слоя белого цвета металлотермическом способе основными толщиной 2-3 мм. Главный продукт, цирконий являются кальциетермия тетрафторида циркония образуется в форме спека черного цвета, и магниетермия тетрахлорида циркония, которые состоящего из нанодисперсных частиц, в осуществляются по соответствующим схемам: основной части брикета.

По данным РФА, обе части брикета после t ZrO 2 + 2Ca Zr + 2CaO, СВС процесса рентгеноаморфны. Химическим анализом установлено, что внешняя часть брикета t ZrCl 4 + 2Mg Zr + 2MgCl 2.

состоит из а внутренняя MgF2, Каждый из приведенных вариантов имеет преимущественно из металлического циркония.

свои преимущества и недостатки. Нами Из-за пирофорности продукта СВС его разработан способ [1], сочетающий в себе дальнейшую обработку следует проводить в преимущества и лишенный многих недостатков, инертной атмосфере или в вакууме. Побочным свойственных вышеуказанным продуктом синтеза является фторид магния, металлотермическим вариантам. Он заключается который не является гигроскопичным и может в применении самораспространяющегося быть использован в качестве ценного материала высокотемпературного синтеза с (СВС) для интерференционной оптики [2]. Кроме того, использованием в качестве реагентов оболочка из MgF2 на поверхности брикета тетрафторида циркония и магния. Процесс может предотвращает окисление образующегося быть описан схемой: металлического циркония под действием остаточных кислорода и паров воды в аргоне.

t, p ZrF4 + 2Mg Zr + 2MgF2.

Предложенный способ обладает такими Как показывают термодинамические преимуществами, как простота, экономичность, расчеты, процесс является экзотермическим экологическая безопасность, безотходность, а = 200 – 350 кДж/моль) вплоть до 1000°С, ( также возможность получения металла в удобной что и обеспечивает СВС – режим его протекания. для его дальнейшей обработки форме. Это Для проведения процесса используют исходные указывает на его несомненную перспективность.

реактивы с размерами частиц 5-10 мкм, которые прессуют в брикеты цилиндрической формы диаметром 40-50 мм и длиной до 200 мм, которые Патент на корисну модель № 43522 (2009) Україна. Спосіб одержання порошку цирконію / [1] Зінченко В.Ф., Писарський В.П., Антонович В.П., Єрьомін О.Г., Садковська Л.В., Земляной А.Д.

Бубис И.Я., Вейденбах В.А., Духопел И.И. и др. Справочник технолога-оптика:

[2] Справочник. Под общ. ред. С.М.Кузнецова и М.А.Окатова.– Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ие, 1983.– 414 с.

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ СОВМЕСТНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ СВОЙСТВ НАНОТРУБОК BN И c-BN В КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СПЕКТРАХ СТРУКТУР НИТРИДА БОРА Корниенко Н.Е., Сартинская Л.Л.(1), Куцай А.М.(2), Ястребский Ц.(3) Киевский Национальный университет, просп. Глушкова 6, nikkorn@mail.univ.kiev.ua (1) Институт проблем материаловедения НАНУ, ул. Кржижановского, 3, sart@ipms.kiev.ua (2) Институт сверхтвердых материалов НАНУ, ул. Автозаводская, 2, kutsay@ism.kiev.ua (3) Варшавский Технологический университет, Koшыкова 75, cez_j@if.pw.edu.pl Интересной особенностью нитрида бора по BN. Возрастание интенсивности КР линий с-BN сравнению с углеродными материалами есть подтверждает рост доли sp3 гибри-дизации и существенно меньший частотный интервал усиление ковалентности связей.

между колебаниями графитоподобных (1359 и Совместное проявление колебаний НТ-BN и с 1582 см-1) и алмазоподобных (1305 и 1332 см-1) BN уверенно наблюдается и в области обер-тонов, структур. Для углеродных материалов =250 см- что для спектров КР иллюстрируеся рис.2. Кроме, а для BN 54 см-1. В связи с этим в обертонов 2ТО и 2LO с частотами 2186, 2562 см- колебательных спектрах дендритных структур для с-BN и 2685, 2900 см-1 для НТ-BN, здесь нанотрубок (НТ) BN нами обнаружено наблюдаются более слабые сум-марные частоты совместное проявление колебаний НТ-BN и ТО+LO. Для различных образцов НТ-BN в алмазоподобного с-BN. области обертонов наблюда-ются сильные Спектры комбинационного рассеяния (КР) изменения иненсивностей различных изучались на спектрометре Dilor (XY 800), а ИК спектральных компонент.

спектры - на Фурье-спектрометре Nicolet FT-IR.

Структуры НТ-BN получались при наг-реве h-BN N T (2L O ) 2 BN мощным оптическим излучением. Спектры ИК Raman Intensity, a.u.

N T -B N с-B N поглощения в области плоскост-ных колебаний 2562 N T (2T O ) E2g BN 1360 см-1 показаны на рис.1.Вместе с TO и c(2T O ) c(2L O ) LO компонентами НТ-BN [1] с частотами 1368 и 500 1440 см-1 наблюдались более слабые полосы 1163 и ~1317 см-1, соотве-тствующие TO и LO модам кубического с-BN. Наблюдаемые полосы около N T (T O + L O ) c(T O +L O ) - 1300-1317 см-1 близи к известной линии 1305 см- с-BN. 2100 2400 2700 -, cm 1,6 1117 NT(TO) Рис.2. Наблюдение полос колебаний НТ-BN и с 0,04 IR Intensity R BN в области обертонов и суммарных тонов.

1191 NT-BN 0, D Ram an Характерной особенностью колебательных 0, NT(LO ) 0,02 1100 -, cm спектров изучаемых структур НТ-BN есть 1368 с-BN наблюдение резких линий отрицательной полярности, что показано на рис.1,2. Кроме того, BN c(LO ) 0, более широкие полосы «отрицательного»

- c(TO ) =50 cm поглощения с максимумами около 825 и 1665 см- наблюдаются в ИК спектрах. Эти аномалии 1200 1300 -1 1400, cm связаны с нелинейным взаимодействием коле Рис.1. Наблюдение полос колебаний НТ-BN и с баний и генерацией более высокочастотных BN в фундаментальной области.

возбуждений и последующим их параметричес ким распадом. Сочетание sp2 и sp3 гибридиза-ций Наблюдались значительные вариации частот колебаний с-BN и НТ-BN и изменение интенси- приводит к повышенной чувствительности вностей колебательных полос, что характеризу-ет электронных состояний, что аналогично с изменчивость структуры. В ИК спек-рах, и состояниями вблизи плавления твердых тел.

особенно в спектрах КР, наблюдались очень резкие линии 1117 и 1158 см-1 с полуширина-ми 1. E. Franke and H. Neumann, et. al., Appl. Phys. Lett.

2,3-23 см-1, которые относятся к ТО модам с- 70 (13),1997, p.1668.

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЖАРОПРОЧНЫХ НАНОКОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОРОШКОВОЙ МЕДИ ПОВЫШЕННОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬЮ Смирнов В.М., Шалунов Е.П., Шведов М.А.

ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова», 428015, Россия, Чебоксары, Московский пр., 15, vms53@inbox.ru С использованием метода реакционного исследовали на рентгеновском дифрактометре механического легирования в настоящий момент ДРОН-3М. Период решетки этих материалов изготавливается целая гамма соответствует периоду решетки чистой меди, а нанокомпозиционных материалов на основе электропроводность в зависимости от состава порошковой меди, обладающих высокой достигает до 92% от электропроводности чистой жаропрочностью [1]. Однако, в большинстве меди. Основной упрочняющей фазой является случаев эти материалы обладают оксид алюминия –Al2O3. На дифрактограммах электропроводностью не более 50% от анодных осадков также проявляются самые электропроводности чистой меди, что не всегда сильные линии графита и окиси меди. Анализ достаточно для эффективного применения их в физического уширения дифракционных линий качестве электроконтактных материалов. меди показывает, что медная матрица Основной причиной недостаточной исследуемых материалов сильно электропроводности таких материалов, как фрагментирована, размер областей когерентного ДИСКОМ® рассеяния составляет нм, а например, СО/70 является 110… микроискажения кристаллической решетки d/d образование алюминием твердого раствора в решетке меди Cu(Al). На электропроводность не превышают 110-5. Содержание водорода в также влияют микроискажения кристаллической исследуемых материалах составляет не более решетки в результате интенсивной пластической 0,0004 масс.%. Температура рекристаллизации деформации порошковой смеси меди с материалов – 850…860 oС.

легирующими добавками при Один из разработанных высокоэнергетическом размоле в аттриторах и нанокомпозиционных материалов на основе последующей горячей экструзии.

порошковой меди был испытан в Институте В связи с этим, в настоящей работе электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины в исследованы составы, технологические приемы и качестве электродов точечной сварки режимы, направленные на повышение горячеоцинкованной листовой стали с толщиной электропроводности нанокомпозиционных 0,8 мм. Сравнительные ускоренные испытания материалов системы Cu-Al-C-O за счет связывания при сварке этой стали электродами без их алюминия из твердого раствора в оксид. В целях охлаждения водой показали, что стойкость полного окисления алюминия в состав электродов до первой переточки из исследуемого порошковой шихты вводили окись меди.

материала составляет 1000 точек, из БрХЦр – Содержание окиси меди CuO рассчитывали в точек и из американского дисперсно соответствии с окислительно-восстановительной упрочненного материала Сu-Al2O3 торговой реакцией:

марки GlidCop AL-60 – 500 точек [2].

2Al + 3CuO = Al2O3 + 3Cu.

Полученные после обработки в аттриторе Литература гранулы, с целью обеспечения полного окисления 1. Патент РФ Способ 2116370.

алюминия, подвергались термообработке в получения дисперсно – упрочненных материалов закрытой камере в присутствии карбюризатора на основе меди / Шалунов Е.П.;

опубл. 16.12.98;

(Na2CO3 – 25%, CaCO3 – 5%, остальное Бюл. №36. 10 c.

древесный уголь) при температуре 850 оС в 2. Разработка жаропрочных контактных течение ч. Термообработка также материалов / В.Д. Аношин, В.М. Илюшенко, Р.В.

способствовала восстановлению оксидов меди на Минакова, Е.П. Шалунов и [др.].// Электрические поверхности гранул.

контакты и электроды: Тр. ИПМ НАНУ. – Киев:

Структуру и фазовый состав прутков, ИПМ НАНУ, 2010. С.48-56.

полученных горячей экструзией из этих гранул, СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ УЛУЧШЕНИЕ ПРОВОДИМОСТИ ГРАНИЦЫ ЗЕРНА SPS- СПЕЧЕНОГО НАНОСТРУКТУРНОГО ОКСИДА ЦЕРИЯ, ЛЕГИРОВАНОГО ОКСИДОМ САМАРИЯ, С ПОМОЩЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И ПРИМЕНЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШЕГО ОТЖИГА Солодкий Е.В., Васылькив О.О.(3), Сакка Й.(3), Су Л.(2), Бородянская А.Ю.(1) Национальный технический университет Украины "КПИ" 03056, Киев, пр. Победы, (1) Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украини 03142, Киев, ул. Кржижановского, (2) Nanyang Technological University 50 Nanyang Avenue, 639798, Singapore (3) National Institute for Materials Science 1-2-1, Sengen, Tsukuba, Ibaraki, 305-0047, Japan Твердооксидные топливные элементы того, что в научных кругах еще не были (SOFC) привлекают большое внимания в связи представлены результаты свойств SDC с рядом важных преимуществ, таких как керамики спеченной SPS, мы считаем использование широкого спектра приемлемых необходимым оптимизировать химический видов топлива, соответствующей прочностью и состав.

потенциальной эффективности, развитие Первой целью настоящей работы зеленых технологий. Однако существует целый является оптимизация химического состава ряд проблем, которые в полной мере не решены SDC керамики для улучшения проводимости.

до сегодня. Одна из них – это достаточно Стабилизация/гомогенизации границ зерен и высокая рабочая температура топливной тем самым улучшение общей проводимости ячейки при которой достигается необходимая SDC керамики является второй целью нашей ионная проводимость электролита. Также, работы. Также изменение сопротивления снижение проводимости электролита за счет границ зерен в зависимости от состава и сопротивления границы зерна спеченного условий отжига были проанализированы и материала. рассмотрены.

Известно, что искро-плазмовое Ce1-xSmxO2-x/2 (X=0.125–0.225) керамика с спекания (SPS) является высокоэффективным размером зерна 0.07-0.12 мкм и удельным методом получения наноструктурной керамики весом более 97% успешно получены с различных композиций. За последние использованием метода SPS. Учитывая этот десятилетия метод SPS, имея способность результат, можно заключить, что SPS позволяет консолидировать широкий спектр материалов получать наноструктурную керамику с нужным при низких температурах в течение короткого размером зерна и плотностью. Однако, эти времени обработки, привлекает к себе образы высокую проводимость. Применение огромное внимание. низкотемпературного отжига (1000 °С, Проведя комплексный, тщательный часов) позволило снизить сопротивление анализ ряда исследований удалось заключить, границы зерна на 1/3, так же ми получили что применение быстрой консолидации SPS незначительное увеличение среднего размера позволяет получать керамики с однородным зерна, которые позволяют избежать увеличения распределением размера зерна, но объемного сопротивления и, как следствие одновременно, со слаборазвитой структурой увеличить общую проводимость почти на 50%.

границы зерна. Оптимизировав состав электролита, мы пришли В этом исследовании мы покажем к выводу, что состав Ce0.85Sm0.15O1.925 есть результаты наших усилий по оптимальным (600 °C=0.0265 S/cm). Это стабилизации/гомогенизации границ зерен в значение на 60 % выше, чем для электролита SPS полученной SDC нанокерамики путем Ce0.80Sm0.20O1.90.

применения последующего отжига. Исходя из СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ AL2O И УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР Золотаренко А.Д., Володин А.А.(1), Щур Д.В., Тарасов Б.П.(1), Руденький С.О.(2), Сорока Е.В.(2), Котко А.В.

Институт проблем материаловедения НАНУ, Украина, ул.Кржижановского, 3, Киев, Украина, zolotarenko@lab67.kiev.ua (1) Институт проблем химической физики Российской Академии Наук, просп. акад. Семенова, 1, Черноголовка, Московская область, Россия, alexvol@icp.ac.ru (2) Национальный технический университет Украины (НТУУ) «КПИ», ул.Политехническая, 35, Киев 03056, Украина, sergrud10@gmail.com Углеродные наноструктуры (УНС) помощью электронного микроскопа в смесях, обладающие высокой электропроводностью, содержащих 1% и 2% масс УНТ, трубки теплопроводностью, химической и наблюдались в малых количествах, при термической стабильностью, а также высокой 3% масс можно было наблюдать, как пучки механической прочностью представляют в нанотрубок, так и отдельные трубки. При настоящее время большой интерес для содержании УНТ 5% масс наблюдалось материаловедения Углеродные большое количество пучков нанотрубок, [1-3].

наноструктуры могут быть использованы в распределенных между частицами оксида качестве носителей катализаторов в алюминия.

топливных элементах и процессах Исходный материал - композит гидрирования органических соединений. Al2O3 + УНТ, был получен методом Наличие высокой удельной поверхности порошковой металлургии. Прессование позволяет использовать их для создания проводилось под давлениям 30 МПа, спекание сорбентов различных газов. в температурном интервале 700 - 1800°С.

Одним из перспективных направлений В результате был получен материаловедения является формирование керамический материал, в который введены различных композитов, содержащих углеродные нанотрубки, с достаточно высокой углеродные нанотрубки с целью повышения удельной электропроводностью, которая более их тепло- и электропроводности, а также чем на 4 порядков выше, чем у чистого Al2O3.

прочностных и трибологических Литература характеристик. 1. В.И. Трефилов, Д.В. Щур, Б.П.

Целью данной работы являлось Тарасов, Ю.М. Шульга, А.В. Черногоренко, формирование композитов на основе оксида В.К. Пишук, С.Ю. Загинайченко, «Фуллерены алюминия с включениями углеродных – основа материалов будущего» Киев: ИПМ нанотрубок. НАНУ и ИПХФ РАН, 2001. – 148 с.

Углерод-керамические композиты 2. Guo-Dong Zhan, Joshua D. Kuntz, были получены как механическим Javier E. Garay and Amiya K. Mukherjee смешиванием (в планетарной шаровой «Electrical properties of nanoceramics reinforced мельнице) порошков Al2O3 и УНТ в разных with ropes of singl-walled carbon nanotubes весовых пропорциях (1%, 2%, 3%, 4% и 5% »Appl.Lett.83, 1228-1230 (2003).

масс УНТ), так и синтезом углеродных 3. Changshu Xiang, Yubai Pan, Xingwei нанотрубок в объеме порошка Al2O3, что Sun, Xiaomei Shi and Jingkun Guo «Microwave обеспечивало более равномерное attenuation of multiwalled carbon nanotub-fused распределение трубок в объеме. silica composities» Appl. Phys. Lett. 87, При исследовании механических 123103(2005).

смесей было отмечено, что образцы имели однородный вид, однако, при исследовании с СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ TIO И УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР Золотаренко А.Д., Володин А.А.(1), Щур Д.В., Тарасов Б.П.(1), Руденький С.О.(2), Сухарчук Д.О.(2), Адеев В.М., Коваль А.Ю.

Институт проблем материаловедения НАНУ, ул.Кржижановского, 3, Киев, Украина, zolotarenko@lab67.kiev.ua Институт Проблем Химической Физики Российской Академии Наук, (1) просп. акад. Семенова, 1, Черноголовка, Россия, alexvol@icp.ac.ru Национальный Технический Университет Украины (НТУУ) «КПИ», (2) ул.Политехническая, 35, Киев, 03056, Украина, sergrud10@gmail.com Одним из перспективных направлений снижается на порядок и не меняется с ростом материаловедения является формирование температуры. Нагревание в атмосфере различных композитов, содержащих водорода приводит сначала к снижению углеродные нанотрубки [1-2] с целью удельной проводимости, а затем несколько ее повышения их тепло- и электропроводности, а увеличивает по сравнению с исходным также прочностных и трибологических образцом. Тем не менее, изменение удельной характеристик. проводимости, полученное от нагревания на Одним из наиболее эффективных воздухе и в атмосфере водорода можно методов синтеза УНС является каталитический считать незначительным. Иная картина пиролиз различных углеродсодержащих наблюдалась при нагревании порошков в соединений. Преимущество данного метода газовой смеси метана и водорода. Нагрев заключается в возможности реализовать образцов до 1000°C привел к резкому скачку направленный синтез на катализаторах, проводимости, более чем на восемь порядков.

нанесенных на различные подложки, что Это связано с появлением фазы пироуглерода позволяет формировать углерод-керамические при разложении метана.

композиты непосредственно в ходе пиролиза. Из результатов работы видно, что Целью данной работы являлось наибольшей удельной проводимостью формирование композитов на основе диоксида обладает образец с многостенными титана и углеродных нанотрубок, которые нанотрубками, выращенными на поверхности можно будет использовать как носители оксида титана. Кроме того, проводимость катализатора в топливном элементе. полученных композитов на шесть порядков В работе, в качестве исходных выше, чем у исходного TiO2.

реагентов были использованы порошки TiO (ХЧ), Fe(NO3)3•9H2O (ХЧ) и Ni(NO3)2•6H2O Литература (ХЧ), газы CH4 (ХЧ), C2H4 (ХЧ) и H2 (ХЧ), а 1. В.И. Трефилов, Д.В. Щур, Б.П. Тарасов, также HCl (ХЧ). 2% содержания Fe- Ю.М. Шульга, А.В. Черногоренко, В.К.

катализатора и 5% Ni-катализатора по массе. Пишук, С.Ю. Загинайченко, «Фуллерены – Исследование удельной основа материалов будущего» Киев: ИПМ электропроводности прогретых порошков НАНУ и ИПХФ РАН, 2001. – 148 с.

оксида титана при разных температурах 2. Guo-Dong Zhan, Joshua D. Kuntz, Javier E.

показали, что в случае нагревания образцов на Garay and Amiya K. Mukherjee «Electrical воздухе и в атмосфере водорода удельная properties of nanoceramics reinforced with ropes проводимость меняется незначительно. При of singl-walled carbon nanotubes »Appl.Lett.83, нагревании на воздухе проводимость 1228-1230 (2003).

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НАНОКОМПОЗИТНЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИАНИЛИНА И УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР Золотаренко Ан.Д., Баскаков С.А.(1), Щур Д.В., Шульга Ю.М.(1), Золотаренко А.Д., Золотаренко Ал.Д.,Загинайченко С.Ю., Руденький С.О.(2) Институт Проблем Материаловедения НАНУ, Украина, ул. Кржижановского, 3, Киев, Украина, zolotarenko@lab67.kiev.ua Институт Проблем Химической Физики Российской Академии Наук, (1) просп. акад. Семенова, 1, Черноголовка, Россия, sabaskakov@gmail.com (2) Национальный Технический Университет Украины (НТУУ) «КПИ», ул.Политехническая, 35, Киев, 03056, Украина, sergrud10@gmail.com В настоящее время, промышленность которыми обладают оба компонента уже освоила выпуск суперконденсаторов (СК) с композитного материала.

довольно хорошими характеристиками [1]. С Для работы оксид графита готовили другой стороны, число открытых публикаций, модифицированным методом Хаммерса, затем посвященных исследованию различных были синтезированы композиты трех составов материалов в качестве электродов с различным весовым процентным суперконденсатора, растет стремительно. соотношением ПАНи:

Связано это с тем, что с открытием новых ВОГ - 85:15, 70:30 и 50:50.

углеродных наноструктур При анализе полученных образцов (углеродные нанотрубки, графен и др.), обладающих проводили изучение их удельной поверхности, одновременно высокой удельной поверхностью снимали ИК и рентгеновские фотоэлектронные и высокой проводимостью, появилась надежда спектры, анализ состава газов, выделяемых на улучшение энергетических и пленкой ОГ при взрыве в вакууме, снимали эксплуатационных характеристик этого микрофотографии исследуемых образцов, а устройства. также спектры комбинационного рассеяния В качестве электродного материала в (КР) возбуждаемые лазерным излучением.

выпускаемых СК в основном применяются В результатах стоит отметить высокую различные марки активированных углей. устойчивость к циклированию Пористые углеродные материалы имеют восстановленного оксида графена, у которого длительный жизненный цикл и хорошие на протяжении 3000 циклов наблюдался механические свойства, но недостаточно монотонный прирост емкости.

высокую удельную емкость (двойнослойная Из композитов, наиболее устойчивым емкость активированных углей в органических при циклировании и обладающим приемлемой электролитах составляет 100- 120 Ф/г, а в емкостью, показал себя состав ПАНи-ВОГ водных электролитах 150- 300 Ф/г) [2]. 70:30 вес.%.

Полианилин нами Литература (ПАНи) рассматривался как один из наиболее 1. Панкрашин А. Ионисторы Panasonic:

перспективных материалов электродов СК из- физика, принцип работы, параметры. // за его низкой стоимости, нетоксичности, Компоненты и технологии, 2006, №9.

легкости синтеза и относительно высокой 2. Simon P., Gogotsi Y. Materials for проводимости. electrochemical capacitors. Nature Mater., Создание композитов на основе 2008,7(11), p.845–54.

углеродных наноматериалов и проводящих полимеров, такого как полианилин, позволяет Проект был выполнен при поддержке объединить в одном материале достоинства, РФФИ СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НАНОПОРИСТЫЙ КОМПОЗИТ СИСТЕМЫ AL2O3-SIО Руденький С.О., Лобода П.И., Крючко О.В.,(1) Смык В.М.

Национальный технический университет Украины (НТУУ) «КПИ», ул. Политехническая, 35, Киев, 03056, Украина, sergrud10@gmail.com (1) Институт проблем материаловедения НАНУ, Украина, ул. Кржижановского 3, Киев, Украина, lkriuchko@gmail.com Благодаря высокой температурной После изотермической выдержки охлаждение осуществлялось до Т=600 оС скоростью устойчивости и ударной проч-ности, низкой о теплопроводности, а также стойкости к С/час, а далее вместе с печью.

агрессивным средам керамические материалы Исследовано рентгенофазовий состав оксидной на основе Al2O3-SiО2 находят широкое керамики, влияние температуры спекания и применение в виде капиллярно-пористых тел с изотермической выдержки на усадку, контролируемым в широком диапа-зоне пористость, размер и распределение пор по размеров пор. размерам, прочность на сжатие.

Размер пор зависит, как правило, от Показано, что применяемые в работе физических и технологических свойств нанопорошки и могут AI2O3 SiО порошков, которые определяются использоваться для изготовления керамики технологическими параметрами процесса пористостью 60-70%, со средним диаметром получения. пор 10-20 нм и прочностью на сжатие 40- Поэтому в работе было изучено влияние МПа.

технологических факторов на формирование За своими физико-механическими структуры високопористой керамики из характеристиками созданная высокопористая нанопорошков оксида алюминия, оксидная керамика отвечает требованиям, синтезированного криохимическим методом, и которые предьявляются к капиллярно пирогенного диоксида кремния. пористым элементам капиллярных насосов, Капиллярно-пористые прессовки изготовлялись фильтров, катодов и др. Она может по технологии прессования с и последующим применяться в приборостроении, в спеканием. радиотехнической и пищевой Высокая пористость и заданные промышленности, в медицине, в фармакологии размеры пор достигалась путем специальной и других областях.

обработки исходной шихты, получаемой в процессе механического смешивания исходных Литература нанопорошков Al2O3 и SiО2 1. Новый подход к созданию много Из смеси порошков оксидов изготавливали функциональных фильтрующих матери-алов./ прессовки размером 10x10 в металлической Парфенова Л.В., Молодожен Е.В., Кравчик А.Е.

пресс-форме под давлении 50-250 МПа. // Всерос. науч.конф. «Мембраны–98», Москва, Спекание пресовок в температурном интервале 5-10 окт., 1998: Прогр. тез. докл.-М., 1998. 1000-1300оС проводилось в алундовых с.214.

контейнерах в муфельной печи на воздухе. На 2. Б.М. Рассамакин, С.М. Хайрнасов, С.О.

первом этапе спекания прессовки нагревались Руденький. Свойства капиллярной структуры со скоростью 50 оС/час температуры до 200-250 на основе оксида алюминия для контурных о С при последующей выдержке 1-2 часа с тепловых труб // Наукові вісті.-2003.-№6.–С.40 целью удаления остаточной влаги. Далее 45.

подъем температуры до изотермической выдержки происходил со скоростью 200 оС/час.

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОРИСТОЙ СИЛИКАТНОЙ КЕРАМИКИ, МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПЛЕНОЧНЫМИ СТРУКТУРАМИ Азарова Т.А., Браницкий Г.А.(1), Азаров С.М., Белясова Н.А.(2), Петюшик Е.Е.(3) Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, ул. Сурганова, 9, 220072, Минск, Беларусь, azarovа@igic.bas-net.by (1) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220030, Минск, Беларусь (2) Белорусский государственный технологический университет, ул. Свердлова, 13а, 220050, Минск, Беларусь (3) Государственное научно-производственное объединение порошковой металлургии, ул. Платонова 41, 220072, Минск, Беларусь, pet65@bk.ru Разнообразие областей применения из оксигалогенидов олова и серебра не керамических изделий основывается на их оказывает влияния на строение керамического характерных свойствах, которые во многих материала в той степени, которая способна отношениях недостижимы для других вызвать изменение транспортных материалов. Керамика хорошо сохраняет характеристик фильтрующего элемента. В форму и обладает достаточной твердостью, отличие от исследованного ранее процесса механической прочностью, а также высокими (образование осадков серебра на пленочном диэлектрическими свойствами. Она обладает носителе-связке начальная TiO2), стойкостью к химическим воздействиям производительность фильтрующей системы любого вида и высоким температурам. имеет постоянное значение, а не падает Традиционными представителями пористых скачкообразно в первые минуты испытаний из материалов, которые обладают почти всеми за заполнения порового пространства этими качествами, являются материалы на удаляемым с поверхности материала основе силикатов. В тоже время, ряд модифицирующим слоем. Постоянство ограничений, связанных с биообрастанием и начальной производительности, а также сложным характером удаления продуктов отсутствие изменений структуры поверхности фильтрации с поверхности пор сдерживают модифицированной керамики после широкое использование фильтрующих проведения испытаний свидетельствует в материалов на основе силикатной керамики. пользу хорошей адгезии пленочных структур из В настоящее время существуют различные оксигалогенидов олова и серебра.

технологии модификации традиционных Следовательно, послойное нанесение материалов и сред наноразмерными частицами пленочных структур из растворов соединений серебра для придания им биоцидных свойств. В олова и серебра позволяет формировать на ранних исследованиях показана керамической поверхности биоцидные Ag принципиальная возможность создания на содержащие поверхности с повышенными керамических силикатных поверхностях Ag- адгезионными свойствами. Установлено, что содержащих нанодисперсных структурных строение пленок оксигалогенидов олова образований, обладающих выраженной оказывает влияние на формирование структуры антибактериальной активностью по отношению биоцидного слоя. Наиболее эффективно к молочно-кислым бактериям (Lactococcus ингибируют рост бактерий P. fluorescens Ag lactis subsp lactis). В то же время созданные содержащие структуры из оксигалогенидов с пленочные структуры имели недостаточную добавками йода. Исследованные пленочные адгезию к фильтрующей поверхности, что композиции эффективно ингибируют процесс делает проблематичным их практическое биообрастания, не оказывая влияния на использование. Нами установлено, что транспортные характеристики фильтрующих формирование Ag-содержащих поверхностей элементов.

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ПОРИСТЫЙ КОМПОЗИТ УГЛЕРОДНОЕ ВОЛОКНО – БЕМИТ Петюшик Е.Е., Маркова Л.В., Пинчук Т.И., Евтухова Т.Е.(1), Афанасьева Н.А.(1), Клевченя Д.И.(1), Романенков В.Е.(1) ГНУ «Институт порошковой металлургии», 220005 г. Минск ул. Платонова, 41, pet65@bk.ru (1) Белорусский национальный технический университет, 220107, Минск, пр. Партизанский, 77, rom52@mail.ru Перспективными материалами для петлю гистерезиса, характерную для материалов аккумулирования низко- и среднепотенциального с малым объемом мезопор.

тепла являются селективные сорбенты в виде пористых композиционных материалов на основе адсорбентов с высокой удельной поверхностью, например, углеродных волокон [1]. В настоящей работе объемный адсорбент на основе углеродного волокнистого материала (УВМ) Бусофит (ПО «Химволокно», г. Светлогорск) получен методом гидратационного твердения [2] в течение 3 ч при температуре 1000С смеси промышленного дисперсного алюминия марки а) 500 б) АСД-4 и предварительно измельченного УВМ Рис.1. СЭМ-изображения структуры композита при их массовом соотношении 1:1. Полученный пористый композит был исследован методами СЭМ («Mira», «Tescan», Чехия), механического разрушения при сжатии (1195 «Инстрон», Англия), низкотемпературной адсорбции азота (Coulter SA 3100, 77К), РФА (ДРОН-3 в CuK излучении, расшифровка с помощью программы Crystallographica Search-Match). В процессе твердения на поверхности УВМ, который является в смеси инертным наполнителем и не участвует в формировании фазовых контактов и механических свойств композита, формируется пористый слой в виде агрегата наночастиц гидроксида алюминия – бемита (рис.1), Рис. 2. Изотерма адсорбции–десорбции азота толщиной ~1 мкм. В структуре материала пористым композитом практически отсутствуют гидратированные частицы исходного алюминия, поскольку 1.Аристов Ю.И., Чапаев Д.М. Оценка работы модифицированная в процессе твердения низкотемпературного адсорбционного поверхность УВМ также удобна для массовой холодильника: влияние свойств адсорбента кристаллизации бемита, как и поверхность воды. // Теплоэнергетика. 2006. № 3. с.73 – 77.

исходного дисперсного алюминия. Фазовые 2.Романенков, В.Е. Физико-химические основы контакты между наночастицами бемита и гидратационного твердения порошковых сред:

определяют механическую прочность композита. Монография / В.Е.Романенков, Е.Е. Петюшик.

Удельная поверхность композита составляет — Мн.: Беларуская навука, 2012. —197 с.

414,46 м2/г при суммарном объеме пор 0,3231 Романенков, В.Е. Композиционный углеродно см3/г. Композит содержит в основном поры керамический материал с иерархической размером менее 6 нм (72, 5%), доля мезопор 6-8 структурой / В.Е.Романенков, Е.Е.Петюшик, нм составляет не более 5%. При этом предел Л.В.Маркова, Т.И.Пинчук, Т.Е.Евтухова, прочности такого материала при сжатии Н.А.Афанасьева, Д.И.Клевченя // Порошковая составляет ~8,12 МПа. Композит относится к металлургия. – Мн., 2011.– Вып. 34. – С. 89 – микропористым материалам, что подтверждает и 95.

вид изотермы (рис.2), которая содержит узкую СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ДЕТОНАЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ КП СИСТЕМ FeMo – SiC, ПОЛУЧЕННЫХ МЕХАНОХИМИЧЕСКИМ СИНТЕЗОМ Борисов Ю.С., Астахов Е.А., Борисова А.Л., Рупчев В.Л., Горбань В.Ф.(1) Институт электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины ул. Боженко, 11, Киев, 03150, ev.astakhov@gmail.com (1) Институт проблем материаловедения им. И.М. Францевича НАН Украины ул. Кржижановского,3, Киев, Проведено исследование структуры и происходит увеличение микротвердости ДП на фазового состава детонационных и плазменных 10-15%.

покрытий из FeМо и FeМо-SiC, полученных МХС. На рис. представлены микроструктуры Таблица. Характеристика покрытий полученных покрытий, а в таблице даны их характеристики. Микро Состав твердость напыляемог Фазовый состав покрытия о порошка МПа Fe50Мо50 Fe7Mo3;

Fe3Mo;

5990 ± Fe2Mo3;

Fe2MoO4;

FeO;

88,8Fe50Мо50 Fe7Mo3;

FeO;

6080 ± а) 400 +11.2SiC Fe2MoO4;

MoSi2;

Mo3Si;

Mo5Si3;

Mo18C7;

92 Fe50Mo50 Fe63Mo3;

6370 ± + 8 SiC Fe7Mo3;

MoSi2;

Fe2MoO4;

FeO;

Проведено исследование методом б) 400 микроиндентирования размерности элементов Рис. Микроструктура покрытий: структур в покрытиях. С этой целью получены а - ДП из Fe50Мо50;

механические характеристики исследуемых б - ДП из Fe50Мо50-11,2%SiC;

покрытий, которые в соответствии с картой типов структурных состояний материалов, Установлено, что при напылении представленных в координатах твердость – порошка сплава FeМо формируются плотные относительная внеконтактная упругость покрытия, структура которых носит деформации, показывают, в какой области мелколамелярный характер с оксидными структурного состояния, они находятся.

прослойками и небольшим количеством Так, переход от напыления Fe50Мо50 к включений округлых частиц размером 3-30. КП Fe50Мо50-8SiC ведет к росту твердости При напылении покрытий из КП Fe50Мо50-SiC в покрытия в 1,3 раза (с 7,7 до 10,3 ГПа) и структуре покрытия при РФА обнаружено смещению его структурного состояния в наличие продуктов взаимодействия область аморфно-нанокристаллического. Кроме компонентов КП-силициды и карбиды Мо, а того наблюдается одновременно с повышением также оксиды Fe и Мо. Металлографически эти твердости и показателя Н/Е улучшение фазы проявляются в виде мелкодисперсных пластических свойств покрытия – повышение включений (0,5-1 мкм) в объеме ламелей.

упругой деформации - (с 2,04 до 2,47%) и Количество оксидных составляющих в предельной нагрузки при упругой деформации случае напыления Fe50Мо50 для ДН до 30% с es (с 2,5 до 3,16 ГПа).

микротвердостью МПа. При 5990± напылении КП FeМо-SiC, полученных МХС, СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ О ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ОТХОДОВ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ В СОЛНЕЧНЫХ ПЕЧАХ Пасичный В.В.

Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского 3, Киев, 03142, Украина, Факс: 38 (044) 42421 31, e-mail: pasich2008@meta.ua Промышленные отходы зачастую являются термической переработке, были отходы на основе источником получения сырья для изготовления вольфрама и молибдена, такие как твёрдые новых изделий, однако большинство процессов сплавы типа ВН и ВК, псевдосплавы (W–Cu, Mo– переработки требует значительных затрат Ni, Mo–Si с разным содержанием компонентов), энергии, что экономически не всегда оправдывает тяжёлые сплавы с содержанием W до 95% и достижение конечных результатов. другие.

Использование в таких процессах технология позволяет «Испарительная»

возобновляемых источников энергии могло бы получить нанодисперсные порошки оксидов улучшить ситуацию. Особый интерес основного металла (WО3, МоО3), а также – представляет применение солнечной энергии, вольфраматы или молибдаты вторичных концентрация которой в солнечных печах составляющих (Сu, Co, Ni). Молекулярная масса позволяет получать высокие температуры без последних больше, чем у оксидов, что позволяет промежуточного преобразования лучистой в ряде случаев разделять их в процессе энергии в электричество. переработки с помощью системы ловушек.

Одним из характерных способов переработки Процесс сопровождается образованием слоя отходов является окисление материала с «обычных» микродисперсных оксидов на последующим восстановлением оксидов. Для поверхности обрабатываемой детали (образца) за солнечных печей процессы окисления являются пределами фокального пятна концентратора наиболее предпочтительными, поскольку могут солнечного излучения. Чем больше содержание в быть реализованы во всём диапазоне температур материале вольфрама (или молибдена), тем (до 3500 K) непосредственно в воздушной эффективнее протекают процессы переработки. В атмосфере. Таким способом в ИПМ НАН случае материалов, при нагреве которых Украины на протяжении ряда лет проводятся образуется эвтектика или другие легкоплавкие исследования возможности переработки соединения, жидкая фаза собирается отдельно в промышленных отходов, включающих ценные сосуд с водой. Для образцов стержневой формы составляющие. В экспериментах используется используется их вращение и дополнительная комплекс солнечных и оптических (дуговых) ловушка (по схеме центробежного распыления).

печей. Последние имитируют концентрированное Целесообразность термической переработки по солнечное излучение. описываемой методике материалов, содержащих Цель данной работы: представить краткий W менее 60%, вызывает сомнения.

обзор результатов исследования процессов С точки зрения освоения солнечной энергии переработки отходов в виде изделий или их наибольший интерес представляет переработка элементов, изготовленных методами порошковой отходов тяжёлых сплавов, содержащих 85–95% металлургии. Материалы этого типа занимают W. Это связано не только с дороговизной и ведущее место в данных исследованиях. дефицитом этого металла и большой Отличительной особенностью работы, кроме энергоёмкостью переработки его отходов в нагрева в солнечных печах, является не только электропечах, но и локальной концентрацией их традиционное окисление, но и применение в количествах, которые бы оправдывали технологии, включающей организацию переработки непосредственно по «испарительной»

плавление, испарение и конденсацию оксидов месту дислокации (примером могут служить материала, подвергаемого переработке. склады устаревшей военной техники).

Улавливание продуктов конденсации проводится Вывод: Полученные результаты исследований применением отсоса паров оксидов из рабочей подтверждают возможность термической зоны и осаждением их в системе ловушек. переработки в солнечных печах отходов Характерными представителями материалов материалов, содержащих W, Мо и другие ценные отходов, которые были подвергнуты составляющие.

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ РЕАКТИВНОЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ СПЛАВЛЕНИЕ – НАНОТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРИДОВ ДЛЯ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Ершова О.Г., Добровольский В.Д., Солонин Ю.М., Хижун О.Ю.

Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского 3, Киев, 03142, Украина, e-mail: dobersh@ipms.kiev.ua Приведена информация о механохимических методах получения перспективных водородсорбирующих материалов для водородной энергетики и их преимуществах в сравнении с традиционными методами в решении проблем, возникающих при гидрировании металлов и сплавов. Показана эффективность применения метода реактивного механического сплавления (РМС) в создании нанокомпозитов на основе Mg с комплексом характеристик, которые удовлетворяют требованиям практики. Рис. 1. ТЕМ изображение наночастицы сплава Mg Обсуждаются результаты исследований, + 10% вес. Ti направленных на улучшение кинетики гидрирования магния и снижения температуры Mg+10%wt.Fe (milling 5h) диссоциации его гидрида. Приведены результаты V o l u m e H2, m l изучения влияния механического легирования переходными металлами (ПМ) и механического диспергирования на водородсорбционные и термодинамические свойства гидридов Mg,Ti, их термическую и циклическую стойкость. Методом термодесорбционной спектроскопии (ТДС) 0 100 200 300 400 500 600 показано, что добавка Ti к Mg приводит к T,C увеличению степени превращения Mg MgH2, Рис. 2. Кривые (1) и спектры (2) термодесорбции снижению термической стабильности гидридной Н2 из гидридной фазы фазы, повышению скорости гидрирования дегидрирования и циклической стойкости для локализации водорода. Учитывая это, можно композита.

говорить об установлении факта различного Методом растровой электронной влияния добавляемых ПМ на характер микроскопии исследована микроструктура распределения водорода по местам его механических сплавов (МС) (рис. 1).

локализации в образуемой при РМС гидридной Термическая стабильность гидридной фазы фазе. Уменьшение размера частиц в результате MgH2 нанокомпозитов исследована методом ТДС РМС отражается на спектре термодесорбции на компьютеризированной установке, водорода наблюдается увеличение амплитуды позволяющей определять объём десорбиро низкотемпературных пиков и уменьшение ванного Н2 из образца, нагреваемого в атмосфере амплитуды высокотем-пературных, что Н2 при его нормальном давлении. Важно отметить, свидетельствует о снижении термической что зарегистрированные спектры термодесорбции стабильности гидридной фазы.

водорода (рис. 2) различаются по форме и характеру тонкой структуры, то есть по количеству составляющих спектр пиков 1. Ershova O., Dobrovolsky V., Solonin Yu., About manner and mechanisms of reduction of thermal firmness of Mg, Ti, десорбции, их интенсивности и положению в Y- based mechanical alloys. Hydrogen Materials Science шкале температур. Наличие в спектре and Chemistry of carbon Materials (Eds. T.N. Veziroglu et термодесорбции нескольких пиков отражает al.) Springer. – 2007. – P. 429–436.

наличие у синтезированной путем РМС гидридной фазы MgH2 [1] нескольких позиций СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НАНОДИСПЕРСНЫЙ ПОРОШОК НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА С ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ И МАГНИТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ Кущевская Н.Ф.(1), Бошицкая Н.В., Куровский В.Я., Малышев В.В.(1), Уварова И.В.

Институт проблем материаловедения им. И. Н.Францевича НАН Украины ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, E-mail: kurovskyi@bigmir.net (1) Открытый международный университет развития человека «Украина», ул. Львовская, 23, Киев, 04071, Украина (044) 409-2762, 424-7008, kurovskyi@bigmir.net Разработана методика получения газовой смеси водород: аргон (1:10). Для нанодисперсного порошка железа с избежания процесса воспламенения регулированными высокой удельной синтезированного порошка его поверхность поверхностью и магнитными пассивируют постепенным дозированным характеристиками. замещением восстановительной среды Для решения поставленной научной воздушной смесью.

задачи использовали комбинацию метода Разработанная методика позволяет разложения цитратной соли железа получить порошок чистого – железа с в восстановительной высокой м2/г) удельной Fe3{C3H5(O)(COO)3}2 (29,6–32, среде и модифицированной методики поверхностью и магнитными характеристиками последующей пролонгированной пассивации (удельная остаточная намагниченность r = 34– поверхности полученного порошка железа Ам2/кг, удельная намагниченность путем контролированного замещения насыщения s = 175–178 Ам2/кг).

восстановительной среды воздушной смесью. Высокая удельная поверхность Для получения нанодисперсного полученного нанодисперсного порошка в магнитного порошка железа с высокой сочетании с повышенными магнитными удельной поверхностью проводят термическое характеристиками позволяет значительно разложение соли цитрата железа в расширить возможности его использования в восстановительной газовой смеси водорода с медицинской практике в качестве аргоном (1:10) в защитном герметическом наполнителей медицинских препаратов и муфеле, в котором обеспечивается поддержка носителей лекарственных форм для стабильной газовой смеси на весь процесс направленной магнитной доставки в синтеза. Получают нанопорошок чистого онкотерапии, а также в пищевой и химической железа, который постепенно охлаждают и промышленности как каталитические и выдерживают при комнатной температуре в пищевые добавки.

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ С УЧАСТИЕМ НАНОСТРУКТУРНЫХ Mn-ПОДОБНЫХ ФАЗ В ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ НА ОСНОВЕ Fe Великанова T.A., Карпец М. В., Kуприн В.В., Цебрий Р.И., Заславский А.М.(1) Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, TAVEL@ipms.kiev.ua (1) Национальный университет биоресурсов и природопользавания Украины, ул. Героев Oбороны, 15, Киев, 03041, Украина Способность к компактированию, а также образованием фаз, присутствующих в характеристики спекания порошковых диаграмме состояния Fe–Mo–Cr–C, вплоть до материалов на основе феррума, полученных однофазной высокотемпературной ферритной охлаждением расплава со скоростями ~107 К/с, ОЦК-структуры, которая закаливается при заметно повышаются в присутствии нано- охлаждении в условиях ВТД от 1523 до 973 К структурных упорядоченных марганце- (рис. 1, в).

подобных фаз. В данной работе изучались высокотемпературные фазовые превращения с участием фаз типа - и -Mn ( и, соответственно) в быстрозакалённых порошках состава 55,3Fe5,4Mo35,4Cr3,9C % aт. в условиях рентгеновской in situ дифрактометрии (ВТД) (ДРОН-УМ1, УВД-2000, Не-атм.).

Таблица Эволюция фазового состава порошка 55,3Fe5,4Mo35,4Cr3,9C % aт. в условиях ВТД Фазовый состав материала, Т, К содержание фазы в % масс.

293 23 + 17 + 873 22 + 18 + 14 + 10 + 60 + 16 М23С 9 + 35 + 24 М23С6 + 94 + 6 М23С 1473 1523* 100 + L 293** * – температура изотермического спекания в присутствии жидкой фазы;

** – температура съемки после охлаждения образца от 1523 К в ВТД-камере Кристаллическая структура идентифици рованных фаз: cP20, P4132, -Mn, а = 0,6361–0,6418 нм, ОКР ~50 нм (рис. 1, а);

сI58, I-43m, -Mn, а = 0,8874–0,8997 нм, ОКР ~20 нм (рис. 1, а);

-Fe, cI2, Im-3m, W, а=0,2887–0,2965 нм, коэфф. текстуры: 220 = 0,56 (Рис.1 в);

Ме23С6, cF116, Fm3m, Cr23C6, а = 1,0767–1,0800 нм, (рис. 1, б), tР30, P42/mnm, CrFe, а = 0,8935 нм и с=0,4658 нм.

Ритвельд-анализ рентгеновских Рис.1 in situ Метастабильные Mn-подобные - и -струк- дифракционных картин при: 293 К (а), 1173 К (б), 293 К турные составляющие спека в температурных после охлаждения от 1523 К (в), полученных от порошка интервалах 978–1173 К и 1173–1373 К, состава 55,3Fe5,4Mo35,4Cr3,9C % aт.;

CuK-излучение, монохроматор на отражённом пучке соответственно, в условиях ВТД разлагаются с СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ ПОРОШКОВОГО КВАЗИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО Al-Fe-Cr СПЛАВА Бякова А.В., Власов А.А., Чередниченко В.В., Щерецкий А.А.(1) Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского 3, Киев, 03142, Украина, е-mail: byakova@ipms.kiev.ua (1) Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, бул. Вернадского 34/1, Киев 03142, Украина, е-mail: shch@ptima.kiev.ua -0. В Высокопрочные наноквазикристаллические сплавы системы являются Al–Fe–Cr -0.21 перспективными материалами для практического ТГA, % ДСК, Вт/г применения в условиях эксплуатации при Б -0. повышенных температурах, в т.ч. в авиации и на транспорте. Эти композиционные сплавы, в которых нанороразмерные частицы A -0. метастабильной квазикристаллической фазы (i-фаза) распределены в -Al матрице, отличаются -0.30 необходимой для инженерной практики 400 500 600 700 800 Температура, K комбинацией высокой прочности и достаточной пластичности, сохраняющейся до относительно Рис. 1. Результаты ДСК (1) и ТГА (2) порошка высоких температур. Условием формирования сплава Al94Fe3Cr квазикристаллических фаз является сверхвысокие скорости кристаллизации (105–106 K/с) расплава, : - Al13Cr (111)Al которые обычно достигают при газовом или 2600 i: i-фаза;

(200)Al : - Al13Fe O: Al6Fe водяном распылении расплава.

Интенсивность В работе приведены экспериментальные 873 K д данные по эволюции структуры при нагреве O OO O 1600 803 K O порошка сплава Al94Fe3Cr3 водяного распыления. OOO O O г Исследования проводили с использованием O O OO O 783 K OO O в разработанной прецизионной методики i i синхронного термического анализа (СТА) 653 K б включающего сканирующую дифференциальную i i а калориметрию (ДСК) и термогравиметрический анализ а также фазового (ТГА), 36 44 48 рентгеноструктурного анализа.

Рис. 2. Спектры рентгеновской дифракции Методом ДСК (рис. 1) установлено, что порошка сплава (а) до и (б–д) после отжига при повышение температуры до 523 К инициирует различных температурах процессы реорганизации дислокаций и последующей рекристаллизации при 673 К, Методами СТА (рис. 1) установлено, что которые сопровождаются выделением тепла (Б).

фазовые и структурные превращения Максимальный экзотермический эффект (В) в сопровождаются потерей массы порошка интервале от 723–873 К отражает укрупнение вследствие дегидратации рентгеноаморфного частиц i-фазы с их последующим растворением и гидрооксида Al2O3·nH2O, присутствующего в выделением из матричного твердого раствора -Al наноразмерном слое на поверхности порошковых обычных интерметаллидных соединений, начиная частиц и расположенных в них порах, которое с метастабильного интерметаллида Al6Fe, который начинается при температурах, выше 423 К, и при температурах выше 803 К превращается в происходит в широком температурном интервале стабильные -фазы: Al13Cr2 и Al13Fe4 (рис. 2).



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |
 



 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.