СИНТЕЗ КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ W-Ni-Al МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА ПОД ДАВЛЕНИЕМ

А.С. Щукин, А.В. Щербаков, А.Е. Сычев, В.А. Щербаков показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 19 апреля 2018; Исправлена: 01 июня 2018; Принята: 03 июня 2018
Цитирование: А.С. Щукин, А.В. Щербаков, А.Е. Сычев, В.А. Щербаков. СИНТЕЗ КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ W-Ni-Al МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА ПОД ДАВЛЕНИЕМ. Письма о материалах. 2018. Т.8. №3. С.274-277
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-3-274-277

Аннотация

На представленных временных зависимостях изменения давления и электрического сопротивления образца в ходе ЭТВ реакционной смеси W-Ni-Al, видно, что время предвзрывного нагрева составило 2,6 секунды, а длительность стадии теплового взрыва - 0,5 секунды.В настоящей работе представлены результаты экспериментального исследования возможности получения композита W– 10NiAl, полученного методом электротеплового взрыва (ЭТВ) под давлением. Основу способа составляет джоулевый нагрев образца, спрессованного из приготовленной реакционной смеси порошков вольфрама, никеля и алюминия, и консолидация под давлением горячего синтезированного продукта. Впервые показана возможность синтеза композита W–10NiAl методом электротеплового взрыва (ЭТВ) под давлением. Изучено формирование фазового состава, микроструктуры и физико-механические характеристики полученного композита. Показано, что быстрый нагрев исследуемого образца электрическим током на стадии предвзрывного нагрева (2,6 секунды) и теплового взрыва (0,5 секунды) позволил осуществить синтез композита и консолидировать его до минимальной остаточной пористости. Микроструктурный анализ показал, что кратковременный нагрев образца и высокая скорость экзотермического синтеза позволили избежать рекристаллизацию зерен вольфрама. Несмотря на высокую температуру нагрева (16000С), размер зерен вольфрама в композите соответствует размеру исходных частиц вольфрама в реакционной смеси. Установлено, что под действием внешней нагрузки происходит деформация (сплющивание) зерен вольфрама, в результате которой на поверхности зерен формируются контактные площадки (зоны контакта). Испытания показали, что синтезированный композит обладает высокими физико-механическими свойствами: плотность - 15,7 кг/мм3, открытая пористость - менее 0,2%, предел прочности на сжатие составляет 2400÷2600 МПа, Разрушение композита при достижении предела прочности (излом) происходит между зернами и имеет в основном межзеренный характер. Микровердость композита по Виккерсу составляет 4,8 ГПа.

Ссылки (20)

1. N. M. Matveeva, E. V. Kozlov. Ordered phases in metallic systems. Moscow, Nauka (1989) 247 p. (in Russian) [Н. М. Матвеева, Э. В. Козлов. Упорядоченные фазы в металлических системах. Москва, Наука (1989) 247 с.].
2. Yu. R. Kolobov. Diffusion-controlled processes at grain boundaries and plasticity of metallic polycrystals. Novosibirsk, Nauka (1998) 184 p. (in Russian) [Ю. Р. Колобов. Диффузионно-контролируемые процессы на границах зерен и пластичность металлических поликристаллов. Новосибирск, Наука (1998) 184 с.].
3. Yu. R. Kolobov, E. N. Kablov, E. V. Kozlov, N. A. Koneva, K. B. Povarova. Structure and properties of intermetallic materials with nanophase hardening. Moscow, MISiS (2008) 328 p. (in Russian) [Ю. Р. Колобов, Е. Н. Каблов, Э. В. Козлов, Н. А. Конева, К. Б. Поварова. Структура и свойства интерметаллидных материалов с нанофазным упрочнением. Москва, МИСиС (2008) 327 с.].
4. J. Popovič, P. Brož, J. Buršík. Intermetallics, 16(7), 884 (2008). Crossref
5. S. Milenkovic, A. Schneider, G. Frommeyer. Intermetallics. 19(3), 342 (2011). Crossref
6. A. W. Hassel, A. J. Smith, S. Milenkovic. Electrochim. Acta. 52(4), 1799 (2006). Crossref
7. P. Brož, J. Buršík, Z. Stará. Chem. 136, 1915 (2005). Crossref
8. T. Takahashi, D. C. Dunand. Materials Science and Engineering. A192 / 193, 195 (1995).
9. A. G. Merzhanov. Combustion processes and synthesis of materials. Chernogolovka, ISMAN (1998) 511 p. (in Russian) [А. Г. Мержанов. Процессы горения и синтез материалов. Черноголовка, ИСМАН (1998) 511 с.].
10. A. E. Sytschev, D. Vrel, Yu. R. Kolobov, D. Yu. Kovalev, E. V. Golosov, A. S. Shchukin, S. G. Vadchenko. Int. Journal of SHS. 22(2), 110 (2013). Crossref
11. K. Kornienko, V. Kublii, O. Fabrichnaya, N. Bochvar. In: Ternary Alloy Systems: Phase Diagrams, Crystallographic and Thermodynamic Data · Light Metal Systems. Part 3. (Eds. G. Effenberg, S. Ilyenko). Landolt-Börnstein - Group IV Physical Chemistry (2005) 35 chapters. Al-Ni-W (Aluminium−Nickel−Tungsten). Chapter 34. Crossref
12. В. I. Itin, Yu. S. Nyborodenko. High-temperature synthesis of intermetallic compounds. Tomsk, Publishing house of Tomsk University (1989) 214 p. (in Russian) [В. И. Итин, Ю. С. Найбороденко. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений. Томск, Изд-во Томского ун-та (1989) 214 с.].
13. M. A. Typkipa. In: Constitution diagrams of binary metallic systems. Handbook. V. 3 - 1. (Ed. by N. P. Lyakishev). Moskow, Mashinostroenie (1996) 872 p. Ni-W. Nickel-Tungster. P. 664 - 666. (in Russian) [M. А. Тыпкипа. В книге: Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник в 3 т.: Т. 3 - 1. (Под ред. Н. П. Лякишева). Москва, Машиностроение (1996) 872 с. Ni-W. Никель-Вольфрам. C. 664 - 666.].
14. T. V. Dobatkina. In: Constitution diagrams of binary metallic systems. Handbook. V. 1. (Ed. by N. P. Lyakishev). Moskow, Mashinostroenie (1996) 992 p. Al-W. Aluminum-Tungster. P. 235 - 236. (in Russian) [Т. В. Добаткина. В книге: Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник в 3 т.: Т. 1. (Под ред. Н. П. Лякишева). Москва, Машиностроение (1996) 992 с. Al-W. Алюминий-Вольфрам. C. 235 - 236.].
15. Ed. by H. Baker. ASM Handbook: Alloy Phase Diagrams. Vol. 3. Virginia, ASM International (1992) 800 p.
16. A. S. Shchukin, S. G. Vadchenko, A. E. Sytschev. Universities' Proceedings. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings. 2, 72 (2017). (in Russian) [Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2, 72 (2017).]. Crossref
17. A. V. Shcherbakov, V. Yu. Barinov, A. S. Shchukin, I. D. Kovalev, V. A. Shcherbakov, T. D. Malikina, A. I. Alhimenok. Fundamental research. 11(2), 344, (2017). (in Russian) [Щербаков А. В., Баринов В. Ю., Щукин А. С., Ковалев И. Д., Щербаков В. А., Маликина Т. Д., Альхименок А. И. Фундаментальные исследования. 11(2), 344, (2017).].
18. V. T. Telepa, V. A. Shcherbakov, A. V. Shcherbakov. Letters on Materials. 6(4), 286 (2016). (in Russian) [В. Т. Телепа, В. А. Щербаков, А. В. Щербаков. Письма о материалах. 6(4), 286 (2016).]. Crossref
19. V. A. Shcherbakov, A. N. Gryadunov, M. I. Alymov, N. V. Sachkova. Letters on Materials. 6(3), 217 (2016). (in Russian) [В. А. Щербаков, А. Н. Грядунов, М. И. Алымов, Н. В. Сачкова. Письма о материалах. 6(3), 217 (2016).]. Crossref
20. V. A. Shcherbakov, A. N. Gryadunov, M. I. Alymov. Letters on Materials. 7(4), 398 (2017). Crossref

Цитирования (4)

1.
A. V. Shcherbakov, A. E. Sychev. Combust Explos Shock Waves. 57(2), 196 (2021). Crossref
2.
S. Li, C. Huang, J. Chen, Y. Tang, S. Bai. Metals. 11(8), 1217 (2021). Crossref
3.
S. Aydinyan, S. Kharatyan, I. Hussainova. Materials. 14(17), 5117 (2021). Crossref
4.
N.V. Bukrina, A.G. Knyazeva. International Communications in Heat and Mass Transfer. 127, 105489 (2021). Crossref

Другие статьи на эту тему