Углеродсодержащие композиты на основе металлов

Abstract

RU: В числе разработанных технологий производства металломатричных композитов особое место занимает порошковая металлургия, имеющая принципиальные отличия от традиционно применяемых литейных технологий. Основными достоинствами этой технологии являются: возможность тонкого регулирования структуры и фазового состава исходных компонентов и в конечном итоге возможность получения объемных материалов в наноструктурированном состоянии с минимальным количеством технологических операций. К числу потенциальных упрочнителей, металлов относятся: микро- и наноразмерные оксиды, карбиды, нитриды, вискерсы и другие. Особое положение занимают углеродные наноструктуры (УНС): фуллерены С60, одностенные и многостенные нанотрубки, онионы (сферические «луковицы»), наноалмазы и графены, свойства которых интенсивно исследуют в последние годы. Эти объекты обладают высокими значениями тепло- и электропроводности, сверхупругостью и имеют прочность, близкую к теоретической, что может обеспечить получение композиционных наноматериалов с уникальным комплексом физико-механических свойств. При создании металломатричных композиционных материалов (КМ), упрочненных различными УНС, уже на стадии подготовки исходных компонентов, особое внимание следует приделять процессам механоактивации (МА), влияющим на структуру, фазовый состав и свойства алюмоматричных композитов. Цель работы  исследовать влияние механоактивации на структуру и фазовый состав алюмоматричных композитов. Вывод. Представлены результаты исследования структуры и фазового состава исходных и механоактивированных порошков и объемных модифицированных металломатричных композитов, в зависимости от типа и концентрации модифицирующих разновидностей УНС, режимов МА и параметров компактирования. Проведены исследования трибологических свойств Аl-УНС наноструктурированных материалов

UK: Постановка проблеми. У числі розроблених технологій виробництва металоматричних композитів особливе місце посідає порошкова металургія, що має принципові відмінності від традиційно застосовуваних ливарних технологій. Основні достоїнства цієї технології є: можливість тонкого регулювання структури і фазового складу вихідних компонентів і в кінцевому підсумку можливість отримання об'ємних матеріалів у наноструктурованому стані з мінімальною кількістю технологічних операцій. До числа потенційних зміцнювачів металів відносять: мікро- і нанорозмірні оксиди, карбіди, нітриди, віскерси та інші. Особливе положення займають вуглецеві наноструктури (ВНС): фулерени С60, одностінні та багатостінні нанотрубки, оніони (сферичні «цибулини»), наноалмази і графени, властивості яких інтенсивно досліджують в останні роки. Ці об'єкти володіють високими значеннями тепло- та електропровідності, надпружні і мають міцність, близьку до теоретичної, що може забезпечити отримання композиційних наноматеріалів з унікальним комплексом фізико-механічних властивостей. Створюючи металоматричніх композиційні матеріали (КМ), зміцнені різними УНС, уже на стадії підготовки вихідних компонентів особливу увагу слід приділяти процесам механоактивації, що впливають на структуру, фазовий склад і властивості алюмоматричних композитів. Мета роботи  дослідити вплив механоактивації на структуру і фазовий склад алюмоматричних композитів. Висновок. Наведено результати дослідження структури і фазового складу вихідних і механоактивованих порошків і об'ємних модифікованих металоматричних композитів залежно від типу і концентрації модифікувальних різновидів ВНС, режимів МА і параметрів компактування. Проведено дослідження трибологічних властивостей Аl-УНС наноструктурованих матеріалів

EN: Problem statement Among the developed technologies metal-composites production,a special place takes powder metallurgy, having fundamental differences from conventionally used foundry technologies. The main advantages of this technology are: the possibility of sensetive control, the structure and phase composition of the starting components, and ultimately the possibility of obtaining of bulk material in nanostructured state with a minimum of processing steps. The potential reinforcers metals include micro and nano-sized oxides, carbides, nitrides, whiskers. The special position is occupied with carbon nanostructures (CNS): С60 fullerenes, single-layer and multi-layer nanotubes, onions (spherical "bulbs"), nano-diamonds and graphite,their properties are being intensively studied in recent years. These objects have a high thermal and electrical conductivity values, superelasticity, and have a strength approximate to the theoretical value, which can provide an obtaining composite nanomaterial with a unique set of physical and mechanical properties. In creation of a metal matrix composite nanomaterials (CM), reinforced by various CNS, a special attention should be given to mechanical activation processes (MA) already at the stage of preparation of the starting components affecting the structure, phase composition and properties of aluminum-matrix composites.

Purpose. To investigate the influence of mechanical activation on the structure and phase composition of aluminum-matrix composites.

Conclusion. The results of the study of the structure and phase composition of the initial and mechanically activated powders and bulk-modified metal-composites are shown, depending on the type and concentration of modifying varieties CNS, regimes of MA and parameters of compaction. The study is conducted of tribological properties of Al-CNS OF nanostructured materials