Preview

Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Влияние режимов смешения порошков Ti и B на характеристики смесей и микроструктуру СВС-композитов

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-4-44-54

Полный текст:

Аннотация

Исследовано влияние режимов смешения порошковых смесей титана и бора состава 81,5 % Ti + 18,5 % B в шаровой мельнице на технологические характеристики смесей, параметры горения и микроструктуру СВС-композитов. Показано, что зависимость удельного электросопротивления от плотности шихтовых прессовок для данного состава можно использовать в качестве критерия качества смешения, однородности смесей. Отмечено, что увеличение массы размольных тел включает механизм механоактивации (МА) смесей. Для всех изученных смесей построены зависимости скорости и температуры горения от плотности. Скорости горения для смесей, подвергнутых механоактивации (отношение масс шихты и шаров Мшхшр = 1 : 7; 1 : 12), и без нее (Мшхшр = 1 : 4) существенно отличаются. Для МА-смесей характерны различия по скоростям горения для шихтовых прессовок разной толщины. Тонкие прессовки горят с более высокой скоростью. Скорость горения смесей без МА (в случае меньшей массы размольных тел) от толщины прессовок не зависит. Максимальные температуры горения всех исследуемых смесей в зависимости от плотности, времени смешения и массы размольных тел имеют незначительные различия. Влияние толщины прессовок на температуру горения также не выявлено. Структура СВС-композитов зависит от режимов смешения. Мелкодисперсная структура композитов с зернами из диборида титана (менее 1 мкм) и связующей фазой на основе титана может быть получена только из МА-смесей. Из смесей, для которых процессы механоактивации не существенны, синтезированы сплавы со структурой, состоящей, в основном, из вытянутых зерен моноборида титана (до 40 мкм) и связующей фазы из твердого раствора бора в титане.

Об авторах

Ю. В. Богатов
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (ИСМАН)
Россия

Кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории энергетического стимулирования физико-химических процессов

142432, Московская обл., Ногинский р-н, г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8



В. А. Щербаков
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (ИСМАН)
Россия

Доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией энергетического стимулирования физико-химических процессов

142432, Московская обл., Ногинский р-н, г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8



Список литературы

1. Ronald G. Munro. Material properties of titanium diboride. J. Res. Nat. Inst. Stand. Technol. 2000. Vol. 105. No. 5. P. 709—720.

2. Cutler R.A. Engineering properties of borides. In: Engineered materials handbook: Ceramics and glasses. Vol. 4. Ed. S.J. Schneider. ASM International, Materials Park, OH. CRC Press, 1991. P. 787—803.

3. McLeod A.D., Haggerty J.S., Sadoway D.R. Electrical resistivities of monocrystalline and polycrystalline TiB2. J. Am. Ceram. Soc. 1984. Vol. 67. No. 11. P. 705—709.

4. Basu B., Raju G.B., Suri A.K. Processing and properties of monolithic TiB2 based materials. Int. Mater. Rev. 2006. Vol. 51. P. 352—374.

5. Raju G.B., Basu B. Development of high temperature TiB2-based ceramics. Key Eng. Mater. 2009. Vol. 395. P. 89—124.

6. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений. Под ред. Т.Я. Косолаповой. М.: Металлургия, 1986.

7. Mroz C. Titanium diboride. Am. Ceram. Soc. Bull. 1995. Vol. 74. No. 6. P. 158—159.

8. Питюлин А.Н. Силовое компактирование в СВС-процессах. В кн.: Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: Теория и практика. Черноголовка: Территория, 2001. С. 333—353.

9. Боровинская И.П., Мержанов А.Г., Новиков Н.П., Филоненко А.К. Безгазовое горение смесей порошков переходных металлов с бором. Физика горения и взрыва. 1974. No. 1. С. 4—15.

10. Tavadze G.F., Shteinberg A.S. Production of advanced materials by methods of self-propagating hightemperature synthesis. Springer, SpringerBriefs Series in Materials, 2013. DOI: 10.1007/978-3-642-35205-8.

11. Мержанов А.Г., Боровинская И.П., Штейнберг А.С., Щербаков В.А., Тавадзе Ф.Н., Тавадзе Г.Ф., Хвадагиани А.И. Твердый сплав: А.с. 1253159 (СССР). 1986.

12. Zhang Xinghong, Xu Qianga, Han Jiecai, Kvanin V.L. Selfpropagating high temperature combustion synthesis of TiB/Ti composites. Mater. Sci. Eng. 2003. Vol. 348. Iss. 1—2. P. 41—46.

13. Епишин К.Л., Питюлин А.Н. Влияние процессов смешения на закономерности горения шихтовых составов. Физика горения и взрыва. 1986. No. 1. С. 29—33.

14. Епишин К.Л., Питюлин А.Н., Богатов Ю.В., Мендыбаев Р.А. Химические реакции, протекающие при смешении титана с углеродом в различных средах. Порошковая металлургия. 1986. No. 6. С. 67—70.

15. Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1973.

16. Богатов Ю.В., Чижиков А.П., Константинов А.С., Сачкова Н.В., Сычев А.Е. Особенности структурообразования СВС-сплава TiB2—Ti при свободном СВСсжатии. Технол. металлов. 209. No. 10. P. 28—32. DOI: 10.31044/1684-2499-2019-10-0-28-32.

17. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник. В 3 т. Т. 1. Под ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996.

18. Кузьма Ю.Б., Чабан Н.Ф. Двойные и тройные системы, содержащие бор: Справочник. М.: Металлургия, 1990.

19. Похил П.Ф., Мальцев В.М., Зайцев Е.М. Методы исследования процессов горения и детонации. М.: Наука, 1969.

20. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. М.: Металлургия, 1991.

21. Цеменко В.Н. Процессы порошковой металлургии. Теория и физические основы уплотнения порошковых материалов: Учеб. пос. СПб: Изд-во СПбГПУ, 2005.

22. Болдырев В.В. Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических технологий. Под ред. Е.Г. Аввакумова. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. Вып. 19.

23. Бальшин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии волокна. М.: Металлургия, 1972.

24. Кирдяшкин А.И., Максимов Ю.М., Мержанов А.Г. О влиянии капиллярного растекания на процесс горения безгазовых систем. Физика горения и взрыва. 1981. No. 6. С. 10—15.

25. Пономарев М.А., Щербаков В.А., Штейнберг А.С. Закономерности горения тонких слоев порошковой смеси титан—бор. Докл. АН СССР. 1995. Т. 340. No. 5. С. 642—645.


Для цитирования:


Богатов Ю.В., Щербаков В.А. Влияние режимов смешения порошков Ti и B на характеристики смесей и микроструктуру СВС-композитов. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2020;(4):44-54. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-4-44-54

For citation:


Bogatov Yu.V., Shcherbakov V.A. Influence of Ti and B powder mixing modes on mixture properties and SHS composite microstructure. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings. 2020;(4):44-54. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-4-44-54

Просмотров: 54


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