Еволюція структури та властивостей екстремально деформованих спечених мідних нанокомпозитів

Abstract

UK: Мета роботи–визначення структури та механічних властивостей спеченої міді (в тому числі такої що містить вуглецеві нанотрубки) після інтенсивної пластичної деформації скручуванням. Об’єкт дослідження –зразки з порошку міді ПМС –1 (ГОСТ 4960-75), порошку міді фракцій 45 мкм, порошку міді ПМС –1 з додаванням 1% мас. вуглецевих нанотрубок, виготовлені двократним пресуванням –спіканням, з кінцевим тиском 700 МПа, за температури950°С та піддані інтенсивній пластичній деформації скручуванням на ковадлі Бріджмена. Досліджували структуруз використанням електронного сканувального мікроскопаTescanMicra3 LMU. Мікромеханічні випробування проводили за допомогою приладу «Мікрон –Гамма». Наукова новизна. Вперше досліджено мікроструктуру і механічні властивості спеченої міді та наноматеріалу «мідь –вуглецеві нанотрубки» після обробки інтенсивною пластичною деформацією скручуванням. Установлено, що інтенсивна пластична деформація скручуванням суттєво впливає на структуру та механічні властивості зразків спеченої міді. Форма зерен спеченої міді від близької до сферичної змінюється на витягнуту у напрямку деформації, розмір зерен зменшується у 5−7 разів. За інтенсивної деформаційної обробки наноматеріалу складу «мідь + 1% ВНТ» ефект подрібнення зерна проявляється значно менше. Встановлено суттєве підвищення механічних властивостей спеченої міді у разі інтенсивної пластичної деформації. Найвищі показники отримані для матеріалу системи «мідь+1% ВНТ». Практична цінність. Результати роботи можуть бути використані для виготовлення мідних виробів електротехнічного та теплотехнічного призначення з підвищеною зносостійкістю

EN: The purposeof the workis to determine the structure and mechanical properties of sintered copper (including those containing carbon nanotubes) after intensive plastic deformation by torsion. Methodology:The research objects are samples of copper powder PMS-1 (GOST 4960-75), copper powder with a 45 microns’ fraction, copper powder PMS-1 with the carbon nanotubes addition 1% by weight, manufactured by double pressing −sintering, with a 700 MPa final pressure, temperature of 950°C, and subjected to intensive plastic deformation by torsion on a Bridgman anvil. The structure is investigated using a Tescan Micra 3 LMU scanning electron microscope. Micromechanical tests were carried out using the “Micron –Gamma”device. Originality.At first, the microstructure and mechanical properties of sintered copper and nanomaterial “copper −carbon nanotubes”after intensive plastic deformation by torsion were investigated. It has been established that intensive plastic deformation by torsion significantly affects the sintered copper samples structure and mechanical properties. The sintered copper grain shape changes from approximately spherical to elongated in the deformation direction, and the grain size decreases by 5−7 times. In the case of “copper + 1% CNT”nanomaterial intensive deformation, the grain refinement effect is significantly less pronounced. A significant increase in the mechanical properties of sintered copper during intensive plastic deformation has been established. The highest indicators were obtained for the “copper + 1% CNT”nanomaterial. Practical value.The results of the work can be used in the manufacture of copper products for electrical and thermal purposes with increased wear resistance