Вадченко С.Г. – канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр. лаборатории динамики микрогетерогенных процессов.
142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Акад. Осипьяна, 8
Vadchenko S.G. – Cand. Sci. (Phys.-Math.), leading researcher, laboratory of dynamics of microheterogeneous processes.
142432, Moscow region, Chernogolovka, Academician Osip’yan str., 8
Суворова Е.В. – инженер лаборатории динамики микрогетерогенных процессов.
142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Акад. Осипьяна, 8
Suvorova E.V. – engineer, laboratory of dynamics of microheterogeneous processes.
142432, Moscow region, Chernogolovka, Academician Osip’yan str., 8
Мухина Н.И. – технолог лаборатории физического материаловедения.
142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Акад. Осипьяна, 8
Mukhina N.I. – technologist, laboratory of materials science.
142432, Moscow region, Chernogolovka, Academician Osip’yan str., 8
Ковалев И.Д. – канд. физ.-мат. наук, науч. сотр. лаборатории рентгеноструктурных исследований.
142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Акад. Осипьяна, 8
Kovalev I.D. – Cand. Sci. (Phys.-Math.), researcher, laboratory of X-ray investigation.
142432, Moscow region, Chernogolovka, Academician Osip’yan str., 8
Для получения композитных частиц Cu–Ti использован метод осаждения меди из раствора ее сульфата на частицы порошка титана при одновременной механической активации (МА) смеси в планетарной шаровой мельнице АГО-2 в течение 5 мин. Концентрация CuSO4 ·5H2O в растворах составляла 10 и 16 %, что при полном восстановлении меди обеспечивало молярное соотношение Cu/Ti = 0,85 и 1,36 соответственно. При МА происходит быстрое восстановление меди в виде высокодисперсного частично аморфизованного порошка и формируются композитные частицы с тонкой ламинатной структурой и высокой реакционной способностью. Отмывку и хранение полученных композитных порошков проводили в атмосфере аргона, так как восстановленная медь обладает высокой активностью и на воздухе быстро окисляется до оксида Cu2O. После сушки дополнительно проводили МА смеси в течение 5 мин. Из полученных порошков прессовали таблетки диаметром 3 мм и высотой до 1,5 мм с последующим их нагревом в атмосфере аргона до температур 700–1200 °С. При нагреве образцов начиналась интенсивная реакция с выделением тепла (тепловой взрыв) и образованием интерметаллидов TiCu, Ti2Cu3 и Ti2Cu. Критическая температура воспламенения для композитных порошков, полученных МА с одновременным осаждением меди из раствора, составляет 480 °С, что на 400 °С ниже температуры воспламенения обычной смеси порошков титана и меди. При температуре нагрева, близкой к температуре плавления, сплав имеет дендритную структуру, а в случае ее превышения более чем на 100 °C распределение фаз в сплаве становится более однородным, а их размер уменьшается.
Cu–Ti composite particles were obtained using the method of copper deposition from its sulfate solution onto titanium powder particles with simultaneous mechanical activation (MA) of the mixture in an AGO-2 planetary ball mill for 5 min. CuSO4 ·5H2O concentration in the solutions was 10 and 16 % providing a molar ratio of Cu/Ti = 0.85 and 1.36, respectively, in case of complete copper reduction. When mechanically activated, copper is rapidly reduced to a highly dispersed partially amorphous powder and composite particles with a fine laminate structure and high reactivity are formed. The composite powders obtained were washed and stored in argon atmosphere, since reduced copper is highly active and rapidly oxidizes in air to Cu2O. After drying, the mixture was additionally mechanically activated during 5 min. Billets 3 mm in diameter and 1.5 mm in height were pressed from the obtained powders and heated in atmosphere to 700–1200 °C. When the samples were heated, an intense reaction began with heat release (thermal explosion) and formation of intermetallic compounds of TiCu, Ti2Cu3 and Ti2Cu. The critical ignition temperature for the composite powders obtained by MA with simultaneous copper deposition from its solution is 480 °С, which is 400 °С lower than the ignition temperature of a conventional mixture of titanium and copper powders. The alloy has a dendritic structure at heating temperatures close to the melting point. When the melting point is exceeded by more than 100 °C, phase distribution in the alloy becomes more uniform, and their size decreases.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.