|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материаловедение №3 за 2014 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Содержание номера
Физические основы материаловедения
- СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ХРОМО-МОЛИБДЕНОВОЙ СТАЛИ, МОДИФИЦИРОВАННОЙ ДОБАВКАМИ ФУЛЛЕРЕНОВ И УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК Л. М. КАПУТКИНА1, д-р физ.-мат. наук, И. В. ЩЕТИНИН1, канд. техн. наук, Ю. Д. ЯГОДКИН 1, д-р техн. наук, проф., А. Г. САВЧЕНКО1, канд. физ.-мат. наук, М. В. ГОРШЕНКОВ1, канд. техн. наук, А. В. ГЛЕБОВ2, канд. техн. наук(1Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва, e-mail: ingwar@gmail.ru2ОАО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А. А. Бочвара», г. Москва), 3
Изучены структурные превращения в хромо-молибденовой стали, модифицированной добавками фуллеренов и углеродных нанотрубок. Модифицирование проводилось посредством высокоэнергетического измельчения порошка стали с добавлением фуллеренов и углеродных нанотрубок. Компактные образцы были получены горячим прессованием измельченного порошка. Структурные превращения исследовали с помощью рентгеноструктурного анализа, мессбауэровской спектроскопии, сканирующей и просвечивающей электронных микроскопий, а также атомно-силовой микроскопии. Показано, что в процессе длительного измельчения происходит химическое взаимодействие между компонентами стали и углеродными добавками и формирование наноструктурного состояния. Образцы, модифицированные фуллеренами и углеродными нанотрубками, имели более высокий предел прочности и пониженную пластичность по сравнению с образцами без добавок. Прочность и пластичность образцов, модифицированных углеродными нанотрубками, выше, чем у образцов, модифицированных фуллеренами.
Ключевые слова: фуллерены, углеродные нанотрубки, хромо-молибденовая сталь, композит, структура, свойства.
Материалы будущего
- ПРОЧНОСТНЫЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАПОЛНЕННОГО ДИСКРЕТНЫМ УГЛЕРОДНЫМ ВОЛОКНОМ КОМПОЗИЦИОННОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА Д. И. ЧУКОВ1, А. А. СТЕПАШКИН1, В. В. ЧЕРДЫНЦЕВ1, канд. физ.-мат. наук, С. Д. КАЛОШКИН1, д-р физ.-мат. наук, В. Д. ДАНИЛОВ2, канд. техн. наук(1Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва,e-mail: vvch@misis.ru,2Институт Машиноведения им. Благонравова РАН, г. Москва), 9
В работе приведены результаты исследования структуры и свойств углероднаполненных композиционных материалов трибологического назначения на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, полученных твердофазным деформационным синтезом. Показано, что введение в полимер графита и углеродного волокна позволяет повысить трибологические и теплофизические свойства материала, повышение физико-механических характеристик наблюдалось только при введении волокна, введение же в матричный полимер графита приводит к охрупчиванию материала.
Ключевые слова: сверхвысокомолекулярный полиэтилен, графит, углеродное волокно, композиционный материал, механические свойства, трение, износостойкость, теплопроводность.
Структура и свойства материалов
- ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ НАГРЕВОВ В ПРОЦЕССЕ ПАЙКИ НА СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВА НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИДА НИКЕЛЯ О. А. БАЗЫЛЕВА, канд. техн. наук, Ю. А. БОНДАРЕНКО, д-р техн. наук, О. Б. ТИМОФЕЕВА, А. Н. АФАНАСЬЕВ-ХОДЫКИН(Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ФГУП «ВИАМ»),e-mail: lab3@viam.ru), 15
В статье представлено исследование влияния различных режимов отжига и технологических нагревов на микроструктуру и свойства монокристаллических заготовок интерметаллидного сплава ВКНА-1В на основе Ni3Al с кристаллографическими ориентациями <001> и <111>, полученных методом направленной кристаллизации, и заготовок с поликристаллической структурой из сплава ВКНА-1ВР, изготовленных методом точного литья по выплавляемым моделям.
Ключевые слова: интерметаллид Ni3Al, ВКНА, монокристаллические заготовки, кристаллографическая ориентация (КГО), поликристаллическая структура, высокоградиентная направленная кристаллизация, метод точного литья по выплавляемым моделям, отжиг, пайка, покрытия, макроструктура, микроструктура, длительная прочность, кратковременная прочность, время до разрушения.
Функциональные материалы
- СВОЙСТВА СЦИНТИЛЛЯТОРА С ФЕНИЛБУТАНАТОМ ГАДОЛИНИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИСТИРОЛА А. И. БЕДРИК, канд. хим. наук, Е. С. ВЕЛЬМОЖНАЯ, П. Н. ЖМУРИН, д-р физ.-мат. наук, В. Н. ЛЕБЕДЕВ, канд. физ.-мат. наук, В. Д. ТИЦКАЯ, канд. хим. наук(Институт сцинтилляционных материалов НАН Украины,e-mail: bedrik@isma.kharkov.ua), 21
Представлены результаты исследований характеристик пластмассового сцинтиллятора, содержащего в своем составе 4-фенилбутанат гадолиния. Для установления оптимального режима полимеризации исследована термическая устойчивость карбоксилата гадолиния и его комплекса с нейтральным лигандом. Разработаны условия получения гадолинийсодержащего сцинтиллятора на основе полистирола.
Ключевые слова: пластмассовый сцинтиллятор, карбоксилат гадолиния, комплекс, световыход.
Современные технологии
- ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГРАДИЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ М. П. ГАЛКИН, канд. техн. наук, М. А. ЛИБМАН, канд. физ.-мат. наук, Э. И. ЭСТРИН, д-р физ.-мат. наук, проф.(ФГУП «ЦНИИчермет им. И. П. Бардина», г. Москва,e-mail: leonora-libman@mail.ru), 25
Описаны металлофизические принципы изготовления градиентного материала — материала с заданным распределением областей с различными физическими и механическими свойствами. Возможность получения такого материала продемонстрирована на примере сплавов системы железо—хром—никель аустенитно-мартенситного класса. В этих сплавах методами пластической деформации и локальной термической обработки получена структура, состоящая из макроскопических областей аустенита и мартенсита заданной формы.
Ключевые слова: градиентный материал, полиморфные превращения, мартенсит, аустенит, магнитные свойства, микротвердость, пластическая деформация, лазерный нагрев.
- КИНЕТИКА ПРОПИТЫВАНИЯ ВОЛОКОН ЖИДКОСТЯМИ. МОДЕЛИРОВАНИЕ В РАМКАХ ОБОБЩЕНИЯ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ—СТОКСА П. А. БЕЛОВ, канд. физ.-мат. наук, Л. П. КОБЕЦ, д-р техн. наук, А. С. БОРОДУЛИН(МГТУ им. Н. Э. Баумана, г. Москва,e-mail: mail@emtc.ru), 29
В работе на основе обобщения уравнений Навье—Стокса—Дарси строится уточненная модель течения жидкости в капиллярно-пористом пространстве однонаправленного волокнистого материала. Она описывает явление смачивания при отсутствии перепада давления, при этом, в отличие от классической модели, зеркало смачивающей жидкости имеет наблюдаемый в эксперименте знак мениска и кривизны в зависимости от свойств адгезионной пары волокно—жидкость. Для режима фильтрации это решение дает возможность выделить в потоке жидкости два слоя, пограничный турбулентный и осевой ламинарный. При этом предложенное обобщение уравнений Навье—Стокса—Дарси содержит дополнительный физический параметр hm, который трактуется как характерная толщина турбулентного погранслоя. Неклассический параметр hm, имеющий размерность длины, определяет масштабный эффект. Квадрат этой величины равен коэффициенту фильтрации в законе Дарси.
Ключевые слова: обобщение уравнений Навье—Стокса, обобщение закона Дарси, гидродинамика жидкости в капиллярах, динамическая вязкость, мениск, давление Лапласа, режимы пропитки.
Наноструктуры и нанотехнологии
- МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА «НАНОСТРУКТУРНЫЙ НИТИНОЛ — ХИТОЗАН» М. А. СЕВОСТЬЯНОВ, А. Ю. ФЕДОТОВ, канд. техн. наук, А. Г. КОЛМАКОВ, д-р техн. наук, В. Т. ЗАБОЛОТНЫЙ, д-р физ.-мат. наук, С. М. БАРИНОВ, чл.-корр. РАН, Б. А. ГОНЧАРЕНКО, В. С. КОМЛЕВ, д-р техн. наук, А. С. БАИКИН, К. В. СЕРГИЕНКО, А. Ю. ТЕТЕРИНА, Е. О. НАСАКИНА, Ю. О. ЛЕОНОВА, А. В. ЛЕОНОВ(Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наукe-mail:komlev@mail.ru), 34
Изучены механические свойства и особенности разрушения композиционного материала «наноструктурный нитинол—биодеградируемый поверхностный полимерный слой из хитозана различной молекулярной массы». Нанесение биодеградируемого поверхностного слоя любого состава не изменяет свойства материала основы. Созданный биодеградируемый полимерный поверхностный слой разрушался после напряжения предела текучести, т.е. в рабочем интервале нагрузок работы медицинских изделий. Основа разрушалась с образованием шейки. Растрескивание поверхностного слоя происходило только около излома.
Ключевые слова: наноструктурный нитинол, хитозан, композиционный материал.
- СТРУКТУРА И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ НАНОКОМПОЗИЦИЙ, ФОРМИРУЮЩИХСЯ ПРИ ИСПАРЕНИИ КАПЕЛЬ ДИСПЕРСИЙ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА В. В. ВЫСОЦКИЙ, канд. физ.-мат. наук, О. Я. УРЮПИНА, канд. хим. наук, М. В. ШАМУРИНА, канд. хим. наук, Т. М. ШУМАН, И. Н. СЕНЧИХИН, канд. хим. наук(Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, г. Москва,e-mail: visotskii@phyche.ac.ru), 37
Исследованы проводящие свойства осадков, формирующихся при испарении капель дисперсий наночастиц серебра. Осадки представляют собой две кольцевые структуры, образующиеся по периметру испаряющейся капли, первая из которых имеет ширину порядка нескольких десятков мкм, а вторая — нескольких сотен мкм. Показано, что ток проводит только внешний кольцевой осадок. Исследованы зависимости его электропроводности от содержания прекурсора, размера и концентрации наночастиц в исходном коллоидном растворе, которые оказались подобными перколяционному переходу. В предположении, что исследуемый кольцевой осадок представляет собой металл-полимерную композицию, обсуждены закономерности его формирования и механизмы переноса заряда.
Ключевые слова: нанокомпозиции, наночастицы, электропроводность, перколяционный переход.
Керамические материалы
- ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ КЕРАМИКИ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ДЛЯ ЛИТЬЯ ЛОПАТОК ГТД ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ Ю. В. ЛОЩИНИН, Ю. И. ФОЛОМЕЙКИН, Т. П. РЫКОВА, П. С. МАРАХОВСКИЙ, С. И. ПАХОМКИН(Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ФГУП «ВИАМ»), г. Москва,e-mail: Yloshhinin@mail.ru), 47
Методами лазерной вспышки, относительного дилатометра с толкателем и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) измерены характеристики теплофизических свойств: температуропроводность, теплопроводность, температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) и удельная теплоемкость в диапазоне температур от 20 до 1500 °С керамических материалов оболочковых форм и стержней для литья деталей ГТД из жаропрочных сплавов на основе никеля.
Исследовано влияние толщины образцов, различных технологических покрытий и среды. Рассмотрены закономерности изменения температуропроводности и теплового расширения от состава и температуры.
Ключевые слова: удельная теплоемкость, температуропроводность, теплопроводность, температурный коэффициент линейного расширения, метод лазерной вспышки, адиабатический калориметр, дифференциальный сканирующий калориметр.
Композиционные материалы
- Температурная зависимость трещиностойкости композиционных корундовых материалов, упрочненных частицами Ni и NiAl В. Ю. ЕВДОКИМОВ1 канд. техн. наук, Ю. Б. ТЮТЬКОВА1, А. А. ЕГОРОВ1 канд. техн. наук, Н. А. ОВСЯННИКОВ1 канд. техн. хим. наук, С. В. ГНИДАШ2, В. В. СМИРНОВ1 канд. техн. наук, А. Ю. ФЕДОТОВ1 канд. техн. наук, М. А. СЕВОСТЬЯНОВ1, С. М. БАРИНОВ1 д-р техн. наук, чл.-корр. РАН, А. С. ЛЫСЕНКОВ1(1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук, г. Москва,e-mail: acd313@imet.ac.ru,2ООО «Завод технической керамики», г. Москва), 53
Проведено исследование механических свойств (трещиностойкость, микротвердость по Виккерсу HV) композиционных материалов на основе корунда, содержащих дисперсные частицы Ni и NiAl. Образцы материалов получали спеканием в вакууме при 1500 °C или горячим прессованием при температурах от 1470 до 1570 °C. Трещиностойкость при 20 °C образцов на основе Al2O3–2,2% (об.) Ni, полученных горячим прессованием при 1570 °C, изменялась от 3,4 до 5,4 MПа·м1 / 2 при изменении содержания от 5 до 40% (об.) NiAl соответственно. C увеличением содержания Ni до 6,5% (об.) значения трещиностойкости изменялись от 3,1 MПа · м1 / 2 (5% (об.) NiAl) до 5,1·МПа·м1 / 2 (40% (об.) NiAl) соответственно. При 500 °C для образцов (Al2O3–6,5% (об.) Ni) — 40% (об.) NiAl максимальное значение трещиностойкости составило 7,36 MПа · м1 / 2.
Ключевые слова: композиционные материалы, алюмоаммиачные квасцы, трещиностойкость, коэффициент термического расширения, микротвердость.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|