Preview

Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Горение в слоевых порошковых смесях Ni + Al и Ti + Al + C

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-1-31-37

Полный текст:

Аннотация

Работа посвящена разработке технологии получения металлокерамических покрытий методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Актуальность данного исследования связана с повсеместным использованием плоских электрических нагревателей и защитных покрытий различного назначения. Предложен способ получения электропроводящих покрытий путем СВС в порошковых смесях Ni + Al и Ti + Al + C. Исследованы особенности протекания автоволнового СВС в этих смесях. Смесь наносилась на керамическую подложку в виде слоя толщиной (0,2÷2,0)·10–3 м через трафарет в виде суспензии в изопропиловом спирте. Изучено влияние толщины порошкового слоя смеси на скорость распространения фронта и его максимальную температуру. Показано, что с увеличением толщины эти параметры закономерно возрастают. Установлено, что покрытие на основе смеси Ni + Al состоит из интерметаллидов состава NiAl, Ni3Al, а на основе смеси Ti + Al + C – из TiC и МАХ-фаз Ti2AlC, Ti3AlC2 . Покрытие на основе интерметаллидов представлено округлыми частицами, сплавленными друг с другом, которые содержат фазы NiAl, Ni3Al. В покрытиях, полученных из смеси Ti + Al + C, наблюдаются игольчатые кристаллы МАХ-фаз и вкрапления округлых частиц карбида титана. Содержание целевых фаз NiAl и Ti2AlC растет с увеличением толщины слоя. Получены покрытия на основе термостойких фаз NiAl, Ni3Al и Ti2AlC, Ti3AlC2 толщиной (0,2÷1,2)·10–3 м с удельным электрическим сопротивлением 0,1–0,6 мкОм·м.

Об авторах

А. М. Шульпеков
Томский научный центр (ТНЦ) СО РАН
Россия

канд. техн. наук, ст. науч. сотр. науч.-иссл. отдела структурной макрокинетики

634055, г. Томск, пр. Академический, 10/3



Р. М. Габбасов
Томский научный центр (ТНЦ) СО РАН
Россия

канд. техн. наук, науч. сотр. науч.-иссл. отдела структурной макрокинетики

г. Томск



О. К. Лепакова
Томский научный центр (ТНЦ) СО РАН
Россия

канд. техн. наук, ст. науч. сотр. науч.-иссл. отдела структурной макрокинетики

г. Томск



Список литературы

1. Yue Yang, Hua Wu. Microstructure and microhardness of tempered Ni—Al alloyed layer. J. Mater. Sci. Technol. 2012. Vol. 28. No. 10. P. 937—940.

2. Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3 Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение. Екатеринбург: УрО РАН, 2002.

3. Хасуй А., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985.

4. Miladin Radovic, Barsoum M.W. MAX phases: Bridging the gap between metals and ceramics. Am. Ceram. Soc. Bull. 2013. Vol. 92. No. 3. P. 20—27.

5. Barsoum M.W., El-Raghy T., Porter W.D., Wang H., Ho J.C., Chakraborty S. Oxidation of Hf2 SnC and Nb2 SnC in air in the 400—600 °C temperature range. J. Appl. Phys. 2000. Vol. 88. P. 6316.

6. Рубцова О.А., Кучумова И.Д., Миллер В.С. Структурные исследования покрытий из никелида. В сб.: Наука. Промышленность. Оборона: Тр. 16 Всеросс. науч.-техн. конф. (Новосибирск, 22—24 апр. 2015 г.). Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2015. С. 675—678.

7. Челноков Е.И. Керамический электронагревательный элемент и способ его изготовления: Пат. 2154361 (РФ). 2000.

8. Андронов Б.Н., Журавов В.Д., Молотков В.А., Титова В.В., Шумовский В.И. Толстопленочный резистивный элемент: Пат. 2054720 (РФ). 1992.

9. Шульпеков А.М., Лапшин О.В. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в тонкослойной системе CuO—B—стекло. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2018. No. 3. С. 46—54.

10. Шульпеков А.М. Стеклокерамические СВС-покрытия для пленочных электронагревателей. Актуал. пробл. соврем. науки. 2017. Т. 93. No. 2. С. 212—215.

11. Wang X.W., Zhou V.C. Layered machinable and electrically conductive Ti 2 AlC and Ti3 AlC 2 ceramics. J. Mater. Sci. Technol. 2010. Vol. 26. No. 5. P. 385—416.

12. Итин В.И., Найбороденко Ю.С. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений. Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1989.

13. Levashov E.A., Pogozhev Yu.S., Shtansky D.V., Petrzhik M.I. Self-propagating high-temperature synthesis of ceramic materials based on the Mn+1 AX n phases in the Ti—CrAl—C system. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2009. Vol. 50. No. 2. Р. 151—159.

14. Zhimei Sun, Rajeev Ahuja, Jochen M. Theoretical investigation of the solubility in (Mx M′2–x )AlC (M and M′ = Ti, V, Cr). Phys. Rev. B. 2003. Vol. 68. P. 224112224119.

15. Федотов А.Ф., Амосов А.П., Латухин Е.И., Ермошкин А.А., Давыдов Д.М. Влияние газифицирующих добавок на фазовый состав продуктов горения при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе МАХ-фаз в системе Ti—Al—C. Изв. Самарск. науч. центра РАН. 2004. Т. 16. No. 6. С. 50—55.

16. Shulpekov A.M., Lepakova O.K., Salamatov V.G., Afanasyev N.I. Advanced structural materials based on the Ti—Cr—Al—C system. J. Phys. Conf. Ser. 2018. Vol. 1115. Iss. 4. P. 042059. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1115/4/042059.

17. Комарова М.В., Ворожцов А.Б., Вакутин А.Г. Исследование скорости горения высокоэнергетических материалов, содержащих модифицированный наноалюминий. Ползуновский вестник. 2015. No. 4. Т. 1. С. 88—91.

18. Mukasyan A.S., White J.D.E., Kovalev D., Kochetov N., Ponomarev V., Son S.F. Dynamics of phase transformation during thermal explosion in the Al—Ni system: Influence of mechanical activation. Physica. B. 2010. Vol. 405. No. 2. P. 778—784.

19. Kochetov N.A., Vadchenko S.G. Mechanically activated SHS of NiAl: Effect of Ni morphology and mechanoactivation conditions. Int. J. SHS. 2012. Vol. 21. No. 1. P. 55—58.

20. Гринчук П.С., Рабинович О.С., Рогачев А.С., Кочетов Н.А. Экспериментальное исследование горения разбавленных механоактивированных порошков на основе Ni/Al. В сб.: Свободная конвекция. Тепломассообмен при химических превращениях: Тр. 4-й Росс. нац. конф. по теплообмену (Москва, 23—27 окт. 2006). М.: Изд-во МЭИ, 2006. В 8 т. Т. 3. С. 211—214.

21. Долматов А.В., Пинчук М.В., Сергейчев А.В. Оптические измерения и анализ тепловой микроструктуры волны СВС в системе Ni—Al. Вестн. Югорского гос. ун-та. 2015. Вып. 2. No. 37. С. 14—26.

22. Shulpekov A.M., Gabbasov R.M. Coating in the Ni—Al system using the SHS method. J. Phys. Conf. Ser. 2018. Vol. 1115. Iss. 4. P. 042061. https://doi.org/10.1088/17426596/1115/4/042061.

23. Реут О.П., Хина Б.Б., Маркова Л.В., Толстяк Э.И., Саранцев В.В. Технология нанесения покрытий на основе карбида титана ЭИО деталей с СВС-реагентами. Литье и металлургия. 2007. No. 1. С. 145—153.

24. Magunov A.N. Spectral pyrometry (Review). Prib. Tekh. Eksp. 2009. No. 4. P. 5—28.

25. Кочетов Н.А., Сеплярский Б.С. Зависимость скорости горения от размера образца в системе Ni + Al. Физика горения и взрыва. 2014. Т. 50. No. 4. С. 29—35.


Для цитирования:


Шульпеков А.М., Габбасов Р.М., Лепакова О.К. Горение в слоевых порошковых смесях Ni + Al и Ti + Al + C. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2021;(1):31-37. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-1-31-37

For citation:


Shul′pekov A.M., Gabbasov R.M., Lepakova O.K. Combustion in layered Ni + Al and Ti + Al + C powder mixtures. Izvestiya vuzov Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2021;(1):31-37. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-1-31-37

Просмотров: 30


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