Получение тонкостенных труб из иридия с применением магнитно-импульсного прессования и спекания нанодисперсного порошка

В.И. Крутиков ORCID logo , С.Н. Паранин, А.В. Спирин, А.С. Казаков, Е.П. Александров показать трудоустройства и электронную почту
Получена 28 февраля 2019; Принята 23 мая 2019;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: В.И. Крутиков, С.Н. Паранин, А.В. Спирин, А.С. Казаков, Е.П. Александров. Получение тонкостенных труб из иридия с применением магнитно-импульсного прессования и спекания нанодисперсного порошка. Письма о материалах. 2019. Т.9. №3. С.334-338
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-3-334-338

Аннотация

Магнитно-импульсным прессованием нанопорошка с последующим спеканием получены тонкостенные трубчатые изделия из иридия с размером кристаллитов 180 нм и относительной плотностью 98%.Иридий довольно сложен в обработке ввиду его хрупкости и чувствительности к примесям. Он лучше поддаётся обработке в очищенном и мелкозернистом виде. Поэтому должно быть перспективным применение мелкодисперсных порошков. При этом прессование и спекание нанопорошков иридия пока мало изучено. В данной работе описан способ изготовления тонкостенных труб из иридия по порошковой технологии. Порошок иридия чистотой 99.997 % со средним размером частиц 42 нм (БЭТ) был получен электролизом расплавленных солей. Его подвергали радиальному магнитно-импульсному прессованию в медной трубчатой оболочке, которую впоследствии химически удаляли. Давление прессования здесь сильно зависит от параметров импульса магнитного поля и от других начальных условий, таких как свойства оболочки, толщина засыпки и реологические свойства порошка. Поэтому свойства изделий исследовали в зависимости от амплитуды магнитного давления, не меняя остальных параметров. Прессование с амплитудой магнитного давления 85 –190 МПа и длительностью импульса около 100 мкс позволило получить компакты с относительной плотностью до 50 %. Плотность компактов незначительно увеличивалась с увеличением магнитного давления. Спеканием при 1000°С в атмосфере водорода были получены тонкостенные трубки с размером зерна 0.3 мкм и плотностью до 22.3 г / см3, близкой к теоретической плотности иридия, 22.56 г / см3. Плотность спеченных образцов не зависела от плотности компактов в исследованном диапазоне. Цельные спеченные трубы были получены при прессовании с амплитудой магнитного давления в 85 –122 МПа.

Ссылки (21)

1. A. V. Ermakov, S. S. Naboichenko. Russ J Non-Ferr Met+. 53 (4), 292 (2012). Crossref
2. E. K. Ohriner. Platin. Met. Rev. 52 (3), 186 (2008). Crossref
3. L. B. Hunt. Platin. Met. Rev. 31 (1), 32 (1987).
4. E. K. Ohriner. J. Alloys Compd. 461 (1-2), 633 (2008). Crossref
5. R. L. Heestand, E. K. Ohriner. J. Met. 40 (7), A63 (1988).
6. N. I. Timofeev, A. V. Ermakov, V. A. Dmitriev, P. E. Panfilov. Osnovy metallurgii i tekhnologii proizvodstva izdeliy iz iridiya. Yekaterinburg, Ural Branch of RAS (1996) p. 105 -109. (in Russian) [Н. И. Тимофеев, А. В. Ермаков, В. А. Дмитриев, П. Е. Панфилов. Основы металлургии и технологии производства изделий из иридия. Екатеринбург, УрО РАН (1996) c. 105 -109.].
7. E. P. George, C. G. McKamey, E. K. Ohriner, E. H. Lee. Mater. Sci. Eng. A. 319-321, 466 (2001). Crossref
8. P. Panfilov, A. Ermakov, O. V. Antonova, V. P. Pilyugin. Platinum Metals Rev. 53 (3), 138 (2009). Crossref
9. B. Cockayne. Platin. Met. Rev. 18 (3), 86 (1974).
10. M. Ushio, K. Kusumoto, F. Matsuda. International Trends in Welding Science and Technology. Gatlinburg, Tennessee, U. S. A. (1993) p. 365.
11. C. Huang, Y. Yamabe-Mitarai, H. Harada, J. Mater. Eng. Perform. 11 (1), 32 (2002). Crossref
12. C. Xiang, Y. Ge, H. Liu, Y. Huang, H. Tang. Rare Metal Mat Eng. 38 (7), 1132 (2009). Crossref
13. D. Lupton, M. Hörmann. Galvanotechnik. 87 (1), 72 (1996).
14. Patent RF № 2633203, 11.10.2017. (in Russian) [Патент РФ № 2633203, 11.10.2017.].
15. S. N. Paranin, V. V. Ivanov, A. V. Nikonov, A. V. Spirin, V. R. Khrustov, S. Yu. Ivin, A. S. Kaygorodov, P. N. Korolev. Adv Sci Tech. 45, 899 (2006). Crossref
16. G. Sh. Boltachev, K. A. Nagayev, S. N. Paranin, A. V. Spirin, N. B. Volkov. Magnetic Pulsed Compaction of Nanosized Powders. New York, Nova Science Publishers Inc. (2010) 86 p.
17. N. I. Timofeev, O. Yu. Afanasyev, L. D. Gorbatova, E. P. Aleksandrov, A. V. Vasilyev, A. S. Kazakov. Proceedings of XIX International Chernyaev Conference on Chemistry, Analytics, and Technology of Platinum Metals. Part 2. Novosibirsk (2010) p. 79. (in Russian) [Н. И. Тимофеев, О. Ю. Афанасьев, Л. Д. Горбатова, Е. П. Александров, А. В. Васильев, А. С. Казаков. Сборник трудов XIX Международной Черняевской конференции по химии, аналитике и технологии платиновых металлов. Ч. 2. Новосибирск (2010) с. 79.].
18. International Centre for Diffraction Data (ICDD), PDF-2 database. Pattern 00-006-0598.
19. US Patent No. 3346914, 17.10.1967.
20. V. A. Mironov. Magnitno-impul'snoye pressovaniye poroshkov. Riga, Zinatne (1980) 196 p. (in Russian) [В. А. Миронов. Магнитно-импульсное прессование порошков. Рига, Зинатне (1980) 196 с.].
21. Website: characteristics of RVU-47 vacuum switches (manufacturer is LLC VEI-AVIS) http://www.vei-avis.ru / en/rvu-47. html.

Другие статьи на эту тему