Алюмоматричные композиционные материалы на основе Max-фаз

Использование 3-х острийной ЭС для ВЭР-обработки смесей состава 25 % Ti + 75 % Al с удельной энергией 3,33 МДж/кг и 50 % Ti + 50 % Al с удельной энергией, увеличенной до 6,66 МДж/кг позволяет получить лучшие с точки зрения диспергирования результаты, чем для одноострийной и 15-ти острийной ЭС (см. рис. 2.39, а, б). При этом основной пик распределений частиц порошковых смесей 25 % Ti + 75 % Al и 50 % Ti + 50 % Al по размерам смещается в точку ~ 3 мкм и составляет ~ 64 %, а порядка 30 % частиц имеют размеры менее 1 мкм. При обработке смеси состава 75 % Ti + 25 % Al с удельной энергией 10 МДж/кг основной пик распределения по размерам при этом смещается в точку ~3 мкм, ~ 51 %, а порядка 20 % частиц имеют размеры менее 1 мкм.
Наибольшее количество исходных частиц (~ 40 %) для всех исследованных смесей системы Ti - Al имело губчатую форму, а ВЭР обработка с использованием одноострийной ЭС для всех рассмотренных смесей приводит к росту количества частиц осколочной формы и снижению количества частиц сферической формы, что может быть связано, на наш взгляд с преимущественно гидродинамическим воздействием ВЭР.
Использование 3-х острийной ЭС во всех рассмотренных случаях приводит к росту количества частиц сферической формы на ~ 5 %, что может быть связано с усилением токовых процессов, которые приводят к электроэрозии частиц в процессе ВЭР обработки. Использование 15-ти острийной ЭС не оказывает существенного влияния на форму частиц.
Рентгенофазовые исследования всех исходных смесей показали наличие пиков титана и алюминия (см. рис. 3, а). Изменение дисперсности и формы частиц после ВЭР обработки сопровождается изменением фазового состава. В частности, при ВЭР-обработке смеси порошков 75%Ті + 25% А1 с 3-х острийной ЭС (см. рис. 3, б) происходит синтез таких соединений, как ТІС, АІТіз, АІТі, АІ2ТІ, АІ3ТІ, двойного карбида ТІ3АІС, МАХ-фаз ТІ3АІС2 и ТІ2АІС, лонсдейлита.









Рисунок 12. Распределения частиц порошковых смесей системы 77 —А1 по размерам: 1 - исходная смесь;
2 - одноострийная ЭС, 3 - 3-х острийная ЭС; 4 - 15-ти острийная ЭС; а - 25 % Ті + 75 % А1
(3,33 МДж/кг); б - 50 % Ті + 50 % А1 (6,66МДж/кг); в - 75 % Ті + 25 % А1 (10МДж/кг)
Рентгенофазовые исследования всех исходных смесей показали наличие пиков титана и алюминия (см. рис. 3, а). Изменение дисперсности и формы частиц после ВЭР обработки сопровождается изменением фазового состава. В частности, при ВЭР-обработке смеси порошков 75%Ті + 25% А1 с 3-х острийной ЭС (см. рис. 3, б) происходит синтез таких соединений, как ТІС, АІТі3, АІТі, АІ2ТІ, АІ3ТІ, двойного карбида ТІ3АІС, МАХ-фаз ТІ3АІС2 и ТІ2АІС, лонсдейлита.










Рисунок 13. Дифрактограммы порошковой смеси состава 75 %Ті + 25 % А1: а - в исходном состоянии;
б - после ВЭР-обработки при 1¥уд = 10 МДж/кг, трехострийная электродная система
Шихта, обработанная с использованием 15-ти острийной ЭС, содержит меньшее количество интерметаллидов, карбида титана и МАХ-фаз. Смесь порошков, которая подверглась обработке с одноострийной системой имеет наименьшее количество новообразованных соединений и наиболее близка к исходному составу

Важной особенностью материалов наосновеМАХ-фаз является легкость их механической обработки, которая делает возможным изготовление разных сложных элементов. МАХ-фазы представляют собой керамический материал с высокой стойкостью к механическим повреждениям, поскольку образование микротрещин, полос сдвига и изгиба, расслоение и сминание, коробление и микроразрывы слоев действуют как эффективные механизмы поглощения энергии придеформации и способствуют рассеянию механической энергии на микроуровне. Локализация механических повреждений водном конкретном зерне препятствует макроскопическому разрушению материала в целом. Это объясняется тем, что кристаллическая решетка МАХ-фаз допускает скольжение дислокаций только в плоскостях базиса, что наряду со слабыми связями междуатомными слоями приводит к сильной анизотропии механических свойств МАХ-фаз и реализации необычного механизма пластической деформации – образованию полос изгиба (рис. )












Рисунок 14 – Внешний вид картины, описывающей процесс нарушения микроструктуры, вызванный разрушением алюмоматричных композиционных материалов на основе Мах-фаз вокруг отпечатка индентора Виккерса: изгиб или коробление зерен (а); дислокации, возникшие в материале, (б), расслоение информирование полос изгиба на поверхности массивного Ti3SiC2 (в).
Заключение

В заключении отметить, что передовые композиты представляют собой класс материалов, которые могут обеспечить улучшенную производительность по сравнению с материалами. Как правило, передовые композиты можно рассматривать как результаты структурного проектирования и оптимизации в разных измерениях и уровнях, что наблюдается в последних разработках различных отдельных материалов. Ни один материал не обладает такими характеристиками, какие имеют композиционные материалы. Поэтому с использованием компоновки, интерфейса или размерных эффектов на разных уровнях можно достичь оптимального уровня свойств алюмоматричных композиционных материалов на основе МАХ-фаз.
В данной работе достигнута основная цель – описаны алюмоматричные композиционные материалы на основе Max-фаз.
В данном реферате были решены следующие задачи:
приведены способы получения алюмоматричных композиционных материалов на основе Max-фаз;
описана структура и свойства материалов на основе Мах-фаз.
Также в процессе написания реферата были использованы современные и классические источники литературы и глобальной сети Internet.

Список использованной литературы

Волков Г.М. Машиностроительные материалы нового поколения. Учебное пособие. — Москва: Инфра-М, 2018. — 319 с.
Апакашев Р. А., Давыдов С. Я. Образование алюмоматричного композиционного материала при высокотемпературном взаимодействии компонентов системы Al-SiO2. Новые огнеупоры 2014 №03. М.: Интермет Инжиниринг, 2014. — 149 с.
Курганова Ю.А., Лопатина Ю.А. Анализ распределения армирующей фазы в алюмоматричных композиционных материалах. Заготовительные производства в машиностроении 2015 №04. М.: Машиностpоение. — 48 с.
Рафальский И.В., Арабей А.В., Немененок Б.М. Производство силуминов с использованием кварцсодержащих материалов. Монография. — Минск: БНТУ, 2015. — 140 с.
Миненко Г. Н. Механизм воздействия электрического поля на алюмоматричные композиционные материалы. К.: Союз-Литье. — 44 с.Литье Украины 2018 №05. С. 2,3
Сметкин А.А., Майорова Ю.К. Машиностроение, материаловедение. – Пермь – Т. 17, № 4. – 2015. – С. 120 – 137
Получение алюмокерамических каркасных композитов на основе мах-фазы методом СВС-прессования. А.Ф. Федотов, А.П. Амосов, Е.И. Латухин, В.А. Новиков. М.: Известия вузов. Цветная металлургия № 6, 2015 – С. 53 – 62.
Синтез, структура и свойства МАХ-фаз Ti3SiC2 и Nb2AlC. В.Л. Радишевский, О.К. Лепакова, Н.И. Афанасьев. Вестник Томского государственного университета. Химия. 2015. № 1. С. 33-38.









2