Наномодифікування структури кольорових металів у режимі надглибокого проникнення

Abstract

UK: Мета дослідження − встановити механізм надглибокого проникання речовин та залежності між параметрами мікрочастинок мікронних розмірів і глибиною надглибокого проникнення в армовані волокна. Методика. Як зразки для досліджень матричного матеріалу використовували мідь, латунь, алюмінієвий сплав АК12 і піддавали його динамічній обробці в режимі надглибокого проникнення. Шліфи до і після обробки досліджували за допомогою електронної мікроскопії, мікроаналізу, рентгеноструктурного та фазового аналізу, масспектрометрії та інших фізичних методів. Результати. У сплавах різногустинних кольорових металів у режимі надглибокого проникнення реалізоване об'ємне легування деталей як за рахунок застосування струменя мікрочастинок різних складів, так і за рахунок синтезу нових хімічних елементів та їх ізотопів. Використання надглибокого проникнення дозволило створити високолеговані сплави кольорових металів з концентрацією легуючих елементів від 0,35 мас. % до 26 мас. %. Наукова новизна. Встановлено, що під час бомбардування кольорових металів мікрочастинками різного складу, що летять із надзвуковою швидкістю, відбувається мікросекундне зниження міцності металевої мішені та локальні ядерні реакції в зоні проходження мікрочастинок. Практична значимість. Розуміння механізмів надглибокого проникнення мікрочастинок та реакцій їх взаємодії дозволить за частки секунди створювати для промисловості нові конструкційні матеріали з унікальними властивостями.

RU: Цель исследования − установить механизм сверхглубокого проникания веществ и зависимости между параметрами микрочастиц микронных размеров и глубиной сверхглубокого проникания в армированные волокна. Методика. В качестве образцов для исследований матричного материала использовали медь, латунь, алюминиевый сплав АК12 и подвергали его динамической обработке в режиме сверхглубокого проникания. Шлифы до и после обработки исследовали с помощью электронной микроскопии, микроанализа, рентгеноструктурного и фазового анализа, масс-спектрометрии и других физических методов. Результаты. В сплавах разноплотных цветных металлов в режиме сверхглубокого проникания реализовано объемное легирование деталей как за счет применения струй микрочастиц разных составов, так и за счет синтезированных новых химических элементов и их изотопов. Использование сверхглубокого проникания позволило создать высоколегированные сплавы цветных металлов с концентрацией легирующих элементов от 0,35 мас.% до 26 мас.%. Научная новизна. Установлено, что во время бомбардировки цветных металлов микрочастицами разного состава, которые летят со сверхзвуковой скоростью, происходят микросекундное снижение прочности металлической мишени и локальные ядерные реакции в зоне прохождения микрочастиц. Практическая значимость. Понимание механизмов сверхглубокого проникания микрочастиц и реакций их взаимодействия позволит за доли секунды создавать для промышленности новые конструкционные материалы с уникальными свойствами.

EN: Purpose. To establish a mechanism of ultra-deep penetration of substances and to establish the relationship between the parameters of microparticles of micronic smeasures and the deep penetration into reinforced fibers. Basic factors that determine a competitiveness between the producers of construction materials is a row of such indexes, as creation of new effective technologies of production and materials with the new complex of physical and chemical and mechanical properties, cost of energy cutting on the production of new materials and other. One of economically expedient and competitive directions there is development of new technology of creation of composition materials that can be realized in the conditions of high-energy and dynamic influence on matrix material. An effective physical “instrument” that changes physical parameters in the volume of solid is a process of super-deep penetration of microparticless in metals. Methodology. The copper, brass, aluminium alloy AK12 were used as samples for matrix material research and subjected it to dynamic processing in ultra-deep penetration mode. The schlifs before and after treatment were examined using electron microscopy, microanalysis, X-ray and phase analysis, mass spectrometry and other physical methods. Findings. In alloys of multi-colored non-ferrous metals in ultra-deep penetration mode, the voluminous doping of parts has been implemented both through the use of microparticles of different compositions and by synthesized new chemical elements and their isotopes. The use of ultra-deep penetration allowed the creation of highly-experienced alloys of non-ferrous metals with a concentration of doping elements from 0,35 mas. % to 26 mas. %. Originality. It has been established that during the bombardment of non-ferrous metals microparticles of different compositions there is a microsecond reduction in the strength of the metal target and local nuclear reactions in the microparticle area. Practical value. The understanding the mechanisms of ultra-deep penetration of microparticles and reactions of their interaction will allow to create new structural materials with unique properties for the industry. First set that under time micro and nanosecond co-operating of microparticless with metallic targets there are a saltatory decline of viscidity and local nuclear reactions and it will allow at further development of mechanisms of super-deep penetration will allow to create new construction materials and new energy sources.