Preview

Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalʹnye pokrytiya

Расширенный поиск

Использование алюминиевой пудры ПАП-2 для изготовления порошковых композиционных материалов: особенности технологии, структуры и физико-механические свойства композитов Часть 2. Изучение свойств и структуры полученных композитов

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-1-20-34

Полный текст:

Аннотация

Показана возможность армирования слоистой керметной матрицы Al/Al2O3 металлическими ВЗР-волокнами (сталь, титан, алюминий), а также дискретной дюралевой стружкой. Максимальный эффект армирования достигался при использовании титановых и стальных волокон при их содержании соответственно 20 и 10 об.% благодаря реализации нескольких энергоемких механизмов разрушения. Полученные композиты характеризуются следующими свойствами: ρ = 2,30÷ ÷2,85 г/см3, σизг = 180÷250 МПа, K1с = 7,5÷15 МПа·м1/2 и KСU = (18÷35)·103 Дж/м2. Композит «Al/Al2O3 – Скокс. остаток» имеет ρ = 2,21÷2,23 г/см3 при весьма низком коэффициенте трения скольжения – 0,17 (контртело – шарик из стали ШХ- 15 под нагрузкой 1 Н). В композите «Al/Al2O3 – зерна электрокорунда» формируется оксидно-адгезионный тип связи, позволяющий удалять из рабочей шлифзоны отработанные зерна и реализовывать режим самозатачивания. Материал, содержащий каолиновые волокна, является ультралегковесной керамической теплоизоляцией (0,25–0,5 г/см3), λ = 0,07÷ ÷0,2 Вт/(м·К) в интервале 20–1000 °С. Материал, включающий алюмооксидные сферолиты, сочетает достаточно высокую прочность (σизг = 10÷50 МПа) и пористость (42–52 %), при этом отличается повышенной термостойкостью благодаря быстрому устранению температурного градиента на элементах структуры, имеющих микронное сечение.

Об авторах

Д. А. Иванов
Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского (РГТУ–МАТИ)
Россия

канд. техн. наук, доцент кафедры материаловедения и технологии обработки материалов,

121552, г. Москва, ул. Оршанская, 3



А. И. Ситников
Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
Россия
канд. техн. наук, ст. науч. сотр. лаборатории новых технологий керамики № 27, 119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 49


А. В. Иванов
Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского (РГТУ–МАТИ)
Россия

инженер  кафедры материаловедения и технологии обработки материалов,

121552, г. Москва, ул. Оршанская, 3



С. Д. Шляпин
Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского (РГТУ–МАТИ)
Россия
докт. техн. наук, профессор кафедры материаловедения и технологии обработки материалов,

121552, г. Москва, ул. Оршанская, 3



Список литературы

1. Иванов Д.А., Ситников А.И., Иванов А.В., Шляпин С.Д. Использование алюминиевой пудры ПАП-2 для изготовления порошковых композиционных материалов: особенности технологии, структуры и физико-механические свойства композитов. Часть 1. Технологические подходы, обеспечивающие создание композиционных материалов, и применяемые методики для определения их физико-механических свойств // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2015. No. 4. С. 21—27.

2. Kang Yuan-Chang, Chan Sammy Lap-Ip. Tensile properties of nanometric Al2O3 particulate — reinforced aluminum matrix composites // Mater. Chem. Phys. 2004. Vol. 85. P. 438—443.

3. Razavi Hesabi Z., Simch A., Seyed Reihani S.M. Structural evolution during mechanical milling of nanometric and micrometric Al2O3 reinforced Al matrix composites // Mater. Sci. Eng. A. 2006. Vol. 428. P. 159—168.

4. Ozdemir Ismail, Ahrens Sascha, Mu, cklich Silke, Wielage Bernhard. Nanocrystalline Al—Al2O3p and SiCp composites produced by high-energy ball milling // J. Mater. Process. Technol. 2008. Vol. 5. P. 111—118.

5. Poirier Dominique, Drew Robin A.L., Trudeau Michel L., Gauvin Raynald. Fabrication and properties of mechanically milled alumina/aluminium nanocomposites // Mater. Sci. Eng. A. 2010. Vol. 527. P. 7605—7614.

6. Tabandeh Khorshid M., Jenabali Jahromi S.A., Moshksar M.M. Mechanical properties of tri-modal Al matrix composites reinforced by nano- and submicron-sized Al2O3 particulates developed by wet attrition milling and hot extrusion // Mater. Design. 2010. Vol. 31. No. 8. P. 3880—3884.

7. Razavi-Tousi S.S., Yazdani-Rad R., Manafi S.A. Effect of volume fraction and particle size of alumina reinforcement on compaction and densification behavior of Al—Al2O3 nanocomposites // Mater. Sci. Eng. A. 2011. Vol. 528. P. 1105—1110.

8. Mazahery A., Abdizaden H., Baharvandi H.R. Development of high-performance A 356/nano-Al2O3 composites // Mater. Sci. Eng. A. 2009. Vol. 518. P. 61—64.

9. Ali Mazahery, Ostadshabani Mohsen. Investigation on mechanical properties of nano-Al2O3—renforced aluminium matrix composites // J. Composite Mater. 2011. Vol. 45. No. 24. P. 2579—2586.

10. Mula S., Padhi P., Panigrahi S.C., Pabi S.K., Ghosh S. On structure and mechanical properties of ultrasonically cast Al—2%Al2O3 nanocomposite // Mater. Res. Bull. 2009. Vol. 44. P. 154—160.

11. Sajjadi S.A., Ezatpour H.R., M. Torabi Parizi. Coparison of microstructure and mechanical propetrties of A 356 aluminum alloy/Al2O3 composites fabricated by stir and compo-casting processes // Mater. Design. 2012. Vol. 34. P. 106—111.

12. Энгель Л., Клингеле Г. Растровая электронная микроскопия. Разрушение: Справочник / Пер. с нем. М.: Металлургия, 1986.

13. Беляков А.В. Механическая обработка неорганических неметаллических материалов: Учеб. пос. М.: Изд. центр РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2001.

14. Иванов Д.А., Ситников А.И., Шляпин С.Д. Дисперсно-упрочненные, волокнистые и слоистые неорганические композиционные материалы: Учеб. пос. для вузов. М.: МГИУ, 2010.

15. Химическая технология керамики: Учеб. пос. для вузов / Под ред. И.Я. Гузмана. М.: ООО РИФ «Стройматериалы», 2003.

16. Иванов А.Б., Бакунов В.С. Показатели качества и теплофизические свойства огнеупоров. М.: КМС ИВТАН, 1982.

17. Панасюк А.Д., Фоменко В.С., Глебова Г.Г. Стойкость неметаллических материалов в расплавах: Справочник. Киев: Наук. думка, 1986.


Для цитирования:


Иванов Д.А., Ситников А.И., Иванов А.В., Шляпин С.Д. Использование алюминиевой пудры ПАП-2 для изготовления порошковых композиционных материалов: особенности технологии, структуры и физико-механические свойства композитов Часть 2. Изучение свойств и структуры полученных композитов. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalʹnye pokrytiya. 2016;(1):20-34. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-1-20-34

For citation:


Ivanov D.A., Sitnikov A.I., Ivanov A.V., Shlyapin S.D. The use of PAP-2 aluminium powder when manufacturing powder composites: the features of technology, structure, physical and mechanical properties of the composites. Part 2: Study of composite properties and structure. Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional’nye Pokrytiya (Universitiesʹ Proceedings. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings). 2016;(1):20-34. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-1-20-34

Просмотров: 323


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)