.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Получение алюмоматричных композиционных материалов, дисперсно-армированных частицами керамики
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-5-87-93
Аннотация
Повышенная устойчивость к нагреву является одним из важных требований при создании перспективных материалов и изделий из них. Такому требованию потенциально удовлетворяют функциональные металломатричные композиционные материалы, армированные частицами керамики и обладающие высокими физико-механическими свойствами. По причине доступности и высокой технологичности существенную часть металломатричных материалов составляют композиционные материалы на основе алюминия и его сплавов. В настоящей статье предлагается новый способ получения дисперсно-армированных алюмоматричных композиционных материалов, основанный на совмещении метода порошковой металлургии и метода in situ. Технический результат предлагаемого способа ― исключение затрат на специальное оборудование и оснастку для создания как механического давления на заготовку в процессе нагрева, так и вакуума или среды инертного газа.
Об авторах
М. Л. ХазинРоссия
Д. т. н.
Екатеринбург
Р. А. Апакашев
Россия
д. х. н.
Екатеринбург
С. Я. Давыдов
Россия
д. т. н.
Екатеринбург
Список литературы
1. Курганова, Ю. А. Конструкционные металломатричные композиционные материалы / Ю. А. Курганова, А. Г. Колмаков. ― М. : МГТУ, 2015. ― 144 с.
2. Wyatt, B. C. 2D transition metal carbides (MXenes) in metal and ceramic matrix composites / B. C. Wyatt, S. K. Nemani, B. Anasori // Nano Convergence. ― 2021. ― Vol. 8, № 16. ― 11 р. https://doi.org/10.1186/s40580-021-00266-7.
3. Витязь, П. А. Синтез наноструктурированных градиентных материалов с управляемой термобарической обработкой и модифицированием / П. А. Витязь, В. Т. Сенють, М. Л. Хейфец [и др.] // Актуальные вопросы машиноведения. ― 2016. ― № 5. ― С. 302‒307.
4. Babak, V. P. Antifriction Nanocomposite Coatings that Contain Magnesium Carbide / V. P. Babak, V. V. Shchepetov, S. D. Harchenko // J. Frict. Wear. ― 2019. ― № 6. ― Р. 593‒598. DOI https://doi.org/10.3103/S1068366619060035.
5. Батиенков, Р. В. Высокотемпературные композиционные материалы с металлической матрицей (Обзор) / Р. В. Батиенков, Н. П. Бурковская, А. Н. Большакова, А. А. Худнев // Труды ВИАМ. ― 2020. ― № 6/7 (89). ― С. 45‒61. DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-67-45-61.
6. Балинова, Ю. А. Высокотемпературные теплозащитные, керамические и металлокерамические композиционные материалы для авиационной техники нового поколения / Ю. А. Балинова, Д. В. Гращенков, А. А. Шавнев [и др.] // Вестник концерна ВКО «Алмаз-Антей». ― 2020. ― Т. 2. ― С. 83‒92. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2020-2-83-92.
7. Сорокин, О. Ю. Высокотемпературные композиционные материалы с многослойной структурой (Обзор) / О. Ю. Сорокин, Б. Ю. Кузнецов, Ю. В. Лунегова, В. С. Ерасов // Труды ВИАМ. ― 2020. ― № 4/5 (88). ― С. 42‒53. DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-45-42-53.
8. Chen, C.-L. In-situ dispersed La oxides of Al6061 composites by mechanical alloying / C.-L. Chen, C.-H. Lin // J. Alloys Compd. ― 2019. ― Vol. 775. ― Р. 1156‒1163. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.10.093.
9. Singh, H. Dry Sliding Friction and Wear Behaviour of AA6082-TiB2 in Situ Composites / H. Singh, M. I. U. Haq, A. Raina // Silicon. ― 2020. ― № 12. ― Р. 1469‒1479. https://doi.org/10.1007/s12633-019-00237-y.
10. Jeevan, V. Fabrication and Characterization of AA6082 ZTA Composites by Powder Metallurgy Process / V. Jeevan, C. S. P. Rao, N. Selvaraj, G. B. Rao // Materials Today : Proceedings. ― 2018. ― Vol. 5, № 1. ― Р. 254‒260. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.11.080.
11. Guo, B. Improving the mechanical properties of carbon nano-tubes reinforced pure aluminum matrix composites by achieving non-equilibrium interface / B. Guo, M. Song, J. Yi [et al.] // Materials and Design. ― 2017. ― Vol. 120. ― Р. 56‒65. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.01.096.
12. Apakashev, R. A. Effect of nanostructuring of aluminum, copper, and alloys on their basis wear for resistance and hardness / R. A. Apakashev, M. L. Khazin, S. A. Krasikov // J. Frict. Wear. ― 2020. ― Vol. 41, № 5. ― Р. 428‒431. DOI: 10.3103/s1068366620050037.
13. Mahdavi, S. Fabrication and characteristics of Al6061/SiC/Gr hybrid composites processed by in situ powder metallurgy method / S. Mahdavi, F. Akhlaghi // J. Compos. Mater. ― 2013. ― Vol. 47. ― Р. 437‒447. https://doi.org/10.1177/0021998312440898.
14. Zhang, J. Microstructure and compression strength of W/HfC composites synthesized by plasma activated sintering / J. Zhang, S. Ma, J. Zhu [et al.] // Metals and Materials International. ― 2019. ― Vol. 25. ― Р. 416‒424. DOI: 10.1007/s12540-018-0190-8.
15. Feng, S. Y. Microstructure and mechanical properties of Al‒B4C composite at elevated temperature strengthened with in situ Al2O3 network / S. Y. Feng, Q. L. Li, W. Liu [et al.] // Rare Metals. ― 2020. ― Vol. 39. ― Р. 671‒679. DOI: 10.1007/s12598-019-01279-2.
16. Soltani, S. Stir casting process for manufacture of Al‒SiC composites / S. Soltani, R. A. Khosroshahi, R. T. Mousavian [et al.] // Rare Metals. ― 2017. ― Vol. 36. ― Р. 581‒590. DOI: https://doi.org/10.1007/s12598-015-0565-7S.
17. Mamnooni, S. In-situ synthesis of aluminum matrix composite from Al‒NiO system by mechanical alloying / S. Mamnooni, E. Borhani, D. Bovand // Metals and Materials International. ― 2019. ― Vol. 25. ― Р. 1‒8. DOI: 10.1007/s12540-019-00549-z.
18. Kim, J. H. Microstructures and mechanical properties of multiphase-reinforced In situ aluminum matrix composites / J. H. Kim, J. G. Jung, E. J. Baek [et al.] // Metals and Materials International. ― 2019. ― Vol. 25. ― Р. 353‒363. DOI: 10.1007/s12540-018-0195-3.
19. Shi, Q. In-situ formation of particle reinforced aluminium matrix composites by laser powder bed fusion of Fe2O3/AlSi12 powder mixture using laser melting/ remelting strategy / Q. Shi, R. Mertens, S. Dadbakhsh [et al.] // J. Mater. Process. Technol. ― 2022. ― Vol. 299, 117357. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2021.117357.
20. Guo, L. Synthesis of Cu-based TiCx composites via in-situ reaction between CuxTi melt and dissolvable solid carbon / L. Guo // Powder Technology. ― 2020. ― Vol. 362, № 5. ― P. 375‒385. DOI: 10.1016/j.powtec.2019.11.122.
21. Ali, M. Review of stir casting technique and technical challenges for ceramic reinforcement particulate and aluminium matrix composites / M. Ali // Journal of Silicate Based and Composite Materials. ― 2020. ― Vol. 72, № 6. ― P. 198‒204. https://doi.org/10.14382/epitoanyagjsbcm.2020.32.
22. Rosso, M. Ceramic and metal matrix composites: routes and properties / M. Rosso // J. Mater. Process. Technol. ― 2006. ― Vol. 175, № 1‒3. ― P. 364‒375. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2005.04.03.
23. Заявка 2021124948 Российская Федерация. Способ получения алюмоматричных композиционных материалов / Апакашев Р. А., Давыдов С. Я., Хазин М. Л., Чуркин В. А. ; заявитель ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет» ; опубл. 24.08.2021.
24. Apakashev, R. A. Synthesizing aluminum matrix composites by combining a powder metallurgical technique and an In situ method / R. A. Apakashev, M. L. Khazin, S. A. Krasikov // Mater. Sci. Forum. ― 2021. ― Vol. 1047. ― P. 20‒24. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1047.20.
25. Ловшенко, Ф. Г. Алюминиевые механически легированные композиционные жаропрочные материалы с особыми физико-механическими свойствами / Ф. Г. Ловшенко, И. А. Лозиков, А. И. Хабибуллин // Литье и металлургия. ― 2020. ― Т. 3. ― С. 99‒111. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2020-3-99-111.
26. Варгафтик, Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н. Б. Варгафтик. ― 2-е изд., доп. и перераб. ― М. : Наука, 1972. ― 721 с.
27. Краткий справочник физико-химических величин. Изд. 8 ; под ред. А. А. Равделя и А. М. Пономаревой. ― Л. : Химия, 1983. ― 114 с.
28. Assael, M. J. Reference data for the density and viscosity of liquid aluminum and liquid iron / M. J. Assael, K. Kakosimos, R. M. Banish [et al.] // Journal of Physical and Chemical Reference Data // 2006. ― Vol. 35, № 1. ― P. 285. https://doi.org/10.1063/1.2149380.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Хазин М.Л., Апакашев Р.А., Давыдов С.Я. Получение алюмоматричных композиционных материалов, дисперсно-армированных частицами керамики. Новые огнеупоры. 2022;1(5):87-93. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-5-87-93
For citation: Khazin M.L., Apakashev R.A., Davydov S.Y. Obtaining of aluminum-matrix composite materials, dispersedreinforced with ceramic particles. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2022;1(5):87-93. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-5-87-93
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.