Кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и технологии обработки материалов МАИ.
125993, Москва, A-80, ГСП-3, Волоколамское ш., 4
Доктор технических наук, профессор той же кафедры МАИ.
125993, Москва, A-80, ГСП-3, Волоколамское ш., 4
Старший научный сотрудник ОИВТ РАН.
125412, Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2
Кандидат технических наук, доцент той же кафедры МАИ.
125993, Москва, A-80, ГСП-3, Волоколамское ш., 4
Анализ современной научно-технической информации свидетельствует о больших перспективах использования композиционных материалов (КМ) на основе системы Al–Al2O3. В работах кафедры материаловедения и технологии обработки материалов МАИ показано, что перспективным способом получения КМ на основе алюминия является реакционное спекание на воздухе заготовок из высокодисперсных порошков марки ПАП-2. Однако для практической реализации предлагаемого метода необходимо было решить ряд проблем, в частности связанных с их низкими технологическими свойствами: отсутствием текучести и крайне низкой насыпной плотностью. Для изменения характеристик исходного порошка в работе изучены и предложены различные методы его гранулирования, а также описаны их физико-химические аспекты. Для гранулирования алюминиевой пудры ПАП-2 применяли различные технологические подходы, в основе которых лежат следующие технологические операции: нагрев пудры на воздухе с последующей изотермической выдержкой при температуре 350 °С, введение в ее состав разбавленного водой натрий-силикатного стекла, механическая обработка пудры в высокоэнергетической планетарной мельнице, ее термообработка в вакууме при температуре 650 °С, инициирование реакции омыления стеарина на поверхности чешуйчатых частиц ПАП-2 с образованием органического компонента – пластификатора. Установлено, что предложенные способы гранулирования промышленного порошка марки ПАП-2 обеспечивают возможность улучшения и варьирования технологических характеристик исходного порошка, а также модифицирование его состава и структуры. Наиболее высокий показатель насыпной плотности (до 1,25 г/см3) достигается при использовании способа механической обработки исходного порошка в высокоэнергетической планетарной мельнице с образованием округлых гранул размером 50–150 мкм. Наиболее технологичным и экономичным является способ, основанный на инициировании химической реакции омыления стеарина на поверхности частиц порошка (насыпная плотность ~0,4 г/см3).
Modern scientific technical information implies great prospects for the use of Al–Al2O3 based composite materials (CM). The papers by the Materials Science Department of Moscow Aviation University have shown the reactive air sintering of highly-dispersed PAP-2 powder blanks to be a promising way of obtaining the aluminum-base CM. However, it is necessary to solve a number of technological problems to apply the above technique such as the lack of fluidity and extremely low apparent density. The paper studies and suggests various methods of PAP-2 aluminum powder granulation with their physical and chemical aspects described. Various technological approaches to PAP-2 aluminum powder granulation have been used based on such process operations as powder heating in air followed by isothermal aging at 350 °C, adding water solution of sodium-silica glass, mechanical processing of powder in high-energy planetary mill, its heat treatment in vacuum at 650 °C initiating the stearin saponification reaction on the surface of the PAP-2 flakes followed by the formation of the organic component – plasticizer. It is found that the proposed methods of industrial PAP-2 powder granulation can modify its composition and structure as well as improve and vary technological characteristics of the original powder. The highest value of apparent density (up to 1,25 g/cm3) is achieved when using mechanical treatment of the original powder in a high-energy planetary mill with the formation of rounded granules 50–150 μm in size. The most producible and cost-effective technique is based on initiating the chemical reaction of «stearin saponification» on the surface of powder particles (with apparent density of approximately 0,4 g/cm3).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.