Формирование структурных состояний в механоактивированных порошковых смесях Ti+Al, подвергнутых гамма-облучению

М.В. Логинова, В.И. Яковлев, В.Ю. Филимонов, А.А. Ситников, А.В. Собачкин, С.Г. Иванов, А.В. Градобоев

Аннотация на русском языке

В представленной работе проведено экспериментальное исследование изменения структурных состояний компонентов механически активированной порошковой смеси Ti+Al при облучении γ-квантами 60Со методами рентгеновской дифрактометрии  и оптической микроскопии.В представленной работе проведено экспериментальное исследование изменения структурных состояний компонентов механически активированной порошковой смеси Ti+Al при облучении γ-квантами 60Со. В качестве объекта исследований были выбраны порошки титана ПТХ со средним размером частиц 80 мкм и порошки алюминия АСД-1 со средним размером 20 мкм. Исходная смесь соответствовала стехиометрическому составу соединения TiAl (Ti-36 вес.% Al). Для механической активации смеси использовали планетарную шаровую мельницу АГО-2. Уровень воздействия γ-квантов определялся поглощенными дозами Dγ [Gy], которые увеличивали в процессе эксперимента от 1103 до 2104 Gy. Установлены зависимости параметров структуры, размеров областей когерентного рассеяния и уровня микродеформаций компонентов механически активированной смеси от величины поглощенной дозы. Влияние γ-облучения на структурное состояние компонентов механоактивированной смеси зависит от дозы облучения. Облучение γ-квантами механоактивированной смеси Ti + Al в рассматриваемом диапазоне поглощенной дозы приводит к частичному отжигу дефектов, при этом наноразмерный масштаб областей когерентного рассеяния кристаллитов сохраняется. Выявлены изменения характерной микроструктуры порошковой смеси Ti + Al в зависимости от поглощенной дозы γ-квантов. C ростом дозы облучения наблюдается постепенное исчезновение мелких фрагментов композитов неправильной формы и формирование крупных частиц, которые приобретают все более округлую форму. Частицы коагулируют в соответствии с механизмом радиационного спекания, и система имеет тенденцию к укрупнению элементов структуры; повышается однородность структуры механокомпозитов как из-за низкотемпературного спекания, так и благодаря влиянию γ-облучения.

Ссылки (31)

1.
T. F. Grigorieva, A. P. Barinova, N. Z. Lyakhov. Russian Chemical Reviews. 70(1), 52 (2001). (in Russian) [Т. Ф. Григорьева, А. П. Баринова, Н. З. Ляхов. Успехи химии. 70(1), 52 (2001).]
2.
Ed. by E. G. Avvakumov. Fundamental bases of mechanical activation, mechanosynthesis and mechanochemical technologies. Novosibirsk, SB RAS (2009) 343 p. (in Russian) [Отв. ред. Е. Г. Аввакумов. Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических технологий. Новосибирск, СО РАН (2009) 343 с.]
3.
V. V. Boldyrev, K. Tkacova. Journal of Materials Synthesis and Processing. 8(3), 121 (2000). DOI: 10.1023/A:1011347706721
4.
A. V. Sobachkin, А. А. Sitnikov, А. P. Sviridov. Applied Mechanics and Materials. 698, 374 (2015). DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.698.374
5.
S. T. Konobeevskij. Effect of irradiation on materials. Moscow, Atomizdat (1967) 401 p. (in Russian) [С. Т. Конобеевский. Действие облучения на материалы. Москва, Атомиздат (1967) 401 с.]
6.
A. P. Mamontov, I. P. Chernov. Effect of low doses of ionizing radiation. Moscow, Energoatomizdat (2001) 286 p. (in Russian) [А. П. Мамонтов, И. П. Чернов. Эффект малых доз ионизирующего излучения. Москва, Энергоатомиздат (2001) 286 с.]
7.
K. V. Lejman. Interaction of radiation with a solid and formation of elementary defects. Moscow, Atomizdat (1979) 296 p. (in Russian) [К. В. Лейман. Взаимодействие излучения с твердым телом и образование элементарных дефектов. Москва, Атомиздат (1979) 296 с.]
8.
A. V. Gradoboev, K. N. Orlova, K. P. Aref’ev, I. A. Asanov. Russian Physics Journal. 56(11-3), 116 (2013). (in Russian) [А. В. Градобоев, К. Н. Орлова, К. П. Арефьев, И. А. Асанов. Известия вузов. Физика. 56(11-3), 116 (2013).]
9.
M. V. Loginova, V. I. Yakovlev, A. A. Sitnikov, A. V. Sobachkin, S. G. Ivanov, A. Z. Negodyaev, A. V. Gradoboev. Physics of Metals and Metallography. 118(2), 170 (2017). DOI: 10.1134/S0031918X17020089
10.
V. V. Kirsanov, A. L. Suvorov, Ju. V. Trushin. Processes of radiation defect formation in metals. Moscow, Energoatomizdat (1985) 272 p. (in Russian) [В. В. Кирсанов, А. Л. Суворов, Ю. В. Трушин. Процессы радиационного дефектообразования в металлах. Москва, Энергоатомиздат (1985) 272 с.]
11.
Sh. Sh. Ibragimov, V. V. Kirsanov, Ju. S. Pjatiletov. Radiation damages of metals and alloys. Moscow, Energoatomizdat (1985) 240 p. (in Russian) [Ш. Ш. Ибрагимов, В. В. Кирсанов, Ю. С. Пятилетов. Радиационные повреждения металлов и сплавов. Москва, Энергоатомиздат (1985) 240 с.]
12.
U. Cvikker. Titanium and its alloys. Moscow, Metallurgija (1979) 512 p. (in Russian) [У. Цвиккер. Титан и его сплавы. Москва, Металлургия (1979) 512 с.]
13.
K. Kothari, R. Radhakrishnan, N. M. Wereley, T. S. Sudarshan. Powder Metallurgy. 50(1), 21 (2007). DOI: 10.1179/174329007X186471
14.
S. P. Pavlinich, M. V. Zajcev. Bulletin USATU. 15(4), 200 (2011). (in Russian) [С. П. Павлинич, М. В. Зайцев. Вестник УГАТУ. 15(4), 200 (2011).]
15.
F. Bernard, H. Souha, E. Gaffet. Material Science and Engeneering A. 284, 301 (2000). DOI: 10.1016/S0921-5093(00)00749-8
16.
V. Yu. Filimonov, A. A. Sitnikov, A. V. Afanas’ev, M. V. Loginova, V. I. Yakovlev, A. Z. Negodyaev, D. V. Schreifer, V. A. Solov’ev. International Journal of Self Propagating High Temperature Synthesis. 23(1), 18 (2014). DOI: 10.3103/S1061386214010038
17.
V. Yu. Filimonov. Current Opinion in Chemical Engineer-ing. 3, 18 (2014). DOI: 10.1016/j.coche.2013.08.011
18.
P. Angerera, L. G. Yua, K. A. Khorb, G. Krumpela. Materials Science and Engineering A. 381(1-2), 16 (2004). DOI: 10.1016/j.msea.2004.02.009
19.
A. V. Smirnov, D. I. Yushin, N. W Solis Pinargote., P. Yu Peretyagin., R. Torrecillas. Russian Engineering Research. 36(3), 249 (2016). DOI: 10.3103/S1068798X16030163
20.
Ed. By O. I. Lomovskij. Mechanocomposites-precursors for creating materials with new properties. Novosibirsk, SB RAS (2010) 424 p. (in Russian) [Отв. ред. О. И. Ломовский. Механокомпозиты-прекурсоры для создания материалов с новыми свойствами. Новосибирск, СО РАН (2010) 424 с.]
21.
V. Yu. Filimonov, M. A. Korchagin, E. V. Smirnov, A. A. Sytnikov, V. I. Yakovlev, N. Z. Lyakhov. Intermetallics. 19(7), 833 (2011). DOI: 10.1016/j.intermet.2010.11.028
22.
A. A. Popova, A. V. Sobachkin, I. V. Nazarov, V. I. Yakovlev, M. V. Loginova, A. A. Sitnikov, M. R. Sharafutdinov, N. Z. Lyakhov. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. 77(2), 120 (2013). DOI: 10.3103/S1062873813020275
23.
M. V. Loginova, V. Yu. Filimonov, V. I. Yakovlev, A. A. Sitnikov, A. Z. Negodyaev, D. V. Shreifer. Applied Mechanics and Materials. 788, 117 (2015). DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.788.117
24.
A. M. Shalaev. Structure and properties of metals and alloys. Properties of irradiated metals and alloys. Kiev, Naukova Dumka (1985) 307 p. (in Russian) [А. М. Шалаев. Структура и свойства металлов и сплавов. Свойства облученных металлов и сплавов. Киев, Наукова Думка (1985) 307 с.]
25.
R. A. Andrievskij. Physics of Metals and Metallography. 110(3), 243 (2010). (in Russian) [Р. А. Андриевский. Физика металлов и металловедение. 110(3), 243 (2010).]
26.
I. S. Martynov, V. V. Krasil’nikov, I. N. Perepelkin, V. V. Ruzhitsky, Yasser El’ Gendy. Problems of atomic science and technology. 1, 49 (2006). (in Russian) [И. С. Мартынов, В. В. Красильников, И. Н. Перепелкин, В. В. Ружицкий, Я. Э. Генди. Вопросы атомной науки и техники. 1, 49 (2006).]
27.
A. N. Dovbnya, V. A. Mats, V. I. Sokolenko. Problems of atomic science and technology. 5, 36 (2012). (in Russian) [А. Н. Довбня, В. А. Мац, В. И. Соколенко. Вопросы атомной науки и техники. 5, 36 (2012).]
28.
A. I. Gusev. Nanomaterials, nanostructures, nanotech-nologies. Moscow, Fizmatlit (2007) 416 p. (in Russian) [А. И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. Москва, Физматлит (2007) 416 с.]
29.
Ju. M. Annenkov, A. S. Ivashutenko. Bulletin TPU. 308(7), 30 (2005). (in Russian) [Ю. М. Анненков, А. С. Ивашутенко. Известия ТПУ. 308(7), 30 (2005).]
30.
O. L. Hasanov, Je. S. Dvilis, Z. G. Bikbaeva. Methods of compacting and consolidating nanostructured materials and products. Tomsk, TPU (2008) 212 p. (in Russian) [О. Л. Хасанов, Э. С. Двилис, З. Г. Бикбаева. Методы компактирования и консолидации наноструктурных материалов и изделий. Томск, ТПУ (2008) 212 с.]
31.
M. I. Lerner, G. G. Savel’ev, N. V. Svarovskaja, A. I. Galanov. Bulletin TPU. 309, 69 (2006). (in Russian) [М. И. Лернер, Г. Г. Савельев, Н. В. Сваровская, А. И. Галанов. Известия ТПУ. 309, 69 (2006).]