докт. техн. наук, профессор кафедры материаловедения и машиностроения ПГТУ(424000, Респ. Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3), директор ООО «Наномет» (424008, Респ. Марий Эл, г. Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 41). Тел.: (8362) 41-42-99
Dr. Sci. (Tech.), prof., Department of material science and machine building, Volga State University of Technology (424000, Rep. Mari El, Yoshkar-Ola, Lenin sq., 3), director of LLC Nanomet (424008, Rep. Mari El, Yoshkar-Ola, Panfilov str., 41).
канд. техн. наук, ген. директор ЗАО «Завод металлокерамических материалов «Метма» (424007, Респ. Марий Эл, г. Йошкар-Ола, Россия, ул. Крылова, 53а). Тел.: (8362) 49-55-50
Cand. Sci. (Tech.), general director of CJSC Metma (424007, Rep. Mari El, Yoshkar-Ola, Krylov str., 53-a)
аспирант кафедры материаловедения и машиностроения ПГТУ, инженер-технолог ЗАО «Метма». Тел.: (8362) 49-55-49
postgraduate student, Department of material science and machine building, Volga State University of Technology, production engineer, CJSC Metma
Из порошков меди, ее оксида, алюминия и графита методом механического легирования в аттриторе в воздушной среде изготовлены гранулы размером 45–315 мкм. Их структура представляет собой медную основу с размером зерен 150–300 нм, по границам которых расположены включения фазы γ-Al2O3 размерами 30–60 нм и небольшие количества промежуточной фазы Cu–Al2O3 и углерода. Микротвердость гранул находится в пределах 1500–2100 МПа. Путем двукратного прессования–спекания смеси медного порошка и механолегированных гранул получены образцы композиционных материалов с содержанием гранул 30, 50 и 70 мас.%. Исследовались их механические свойства, электропроводность и структура в зависимости от температуры спекания и количества гранул. При различных содержаниях гранул свойства материалов, спеченных при 900 °C, изменяются в следующих пределах: электропроводность – 55÷70 % от электропроводности меди марки М1, твердость – 60÷93 НВ, предел прочности на растяжение – 150÷230 МПа. При этом прочность и твердость при увеличении массовой доли гранул возрастают, а электропроводность – снижается. Структура материала, содержащего 30 % гранул, представляет собой медную матрицу с включениями на основе гранул, микротвердость которых составляет 1150–1700 МПа. В образцах, в составе которых присутствует 70 мас.% гранул, образуется каркас, заполненный медной фазой. Твердость материала с массовой долей гранул 50 % после нагрева в течение 120 мин при t = 900 °C уменьшается менее чем на 15 %.
Granules 45–315 μm in size are fabricated from powers of copper, its oxide, as well as aluminum and graphite by mechanical alloying in the attritor in air medium. Their structure represents a copper base with the grain size of 150–300 nm bordered by inclusions of the γ-Al2O3 phase 30–60 nm in size and small amounts of the Cu–Al2O3 phase and carbon are arranged. Microhardness of granules is in limits of 1500–2100 MPa. The samples of composite materials with the content of granules of 30, 50, and 70 wt.% are prepared by double compaction–sintering of a mixture of copper powder and mechanically alloyed granules. Their mechanical properties, electrical conductivity, and structure are investigated depending on the sintering temperature and amount of granules. Depending on the content of granules, properties of materials sintered at 900 °C, vary in the following limits: electrical conductivity is 55–70 % of electrical conductivity of copper of brand M1, hardness 60–93 HB, and tensile yield strength is 150–230 MPa. The strength and hardness increase with an increase in the weight fraction of granules, while electrical conductivity decreases. The structure of the material containing 30 % granules represents a copper matrix with granule-based inclusions, microhardness of which is 1150– 1700 MPa. A skeleton filled with a copper phase is formed in the samples containing 70 % granules. Hardness of the material with a weight fraction of granules of 50 % decreases less than by 15 % after annealing at 900 °C for 120 min.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.