|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материаловедение №1 за 2021 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Содержание номера
Физические основы материаловедения
- Влияние азота на коррозионную стойкость тонких пленок Ti—O—N, осажденных методом реактивного магнетронного напыления Е. Л. БОЙЦОВА, Ф. А. ВОРОШИЛОВ, Л. А. ЛЕОНОВА, канд. техн. наукОтделение ядерно-топливного цикла, Инженерная школа ядерных технологий, Томский политехнический университет, Томск, 634050, РФ,е-mail: boi5@list.ru, 3
DOI: 10.31044/1684-579X-2021-0-1-3-6Электрохимическим и гравиметрическим методом исследовано влияние введения азота в реакционную смесь при магнетронном осаждении на коррозионно-электрохимическое поведение пленок Ti—O—N. Приведены поляризационные исследования электрохимического растворения пленок в водном растворе 3% NaCl в потенциостатическом режиме. Установлено, что при растворении пленок наблюдаются участки пассивации, активации и транспассивации поверхности покрытия, связанные с образованием окисных пленок и хлоридов титана на поверхности образца. Доказано, что тонкие пленки, полученные с большим содержанием азота, проявляют более высокую коррозионную стойкость. В данной работе рассчитаны основные значения коррозии: массовый, глубинный и токовый показатели.
Ключевые слова: нанопленки, диоксид титана, допирование азотом, химическая устойчивость, коррозионная стойкость, гравиметрия, магнетронное напыление.
Структура и свойства материалов
- Исследование структуры и свойств элементарных углеродных волокон с металлическими покрытиями В. А. НЕЛЮБ, канд. техн. наук, С. Ю. ФЕДОРОВ, Г. В. МАЛЫШЕВА, д-р техн. наукМГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва, 105005, РФ,e-mail: mail@emtc.ru, 7
DOI: 10.31044/1684-579X-2021-0-1-7-11По технологии магнетронного распыления на поверхность однонаправленной углеродной ленты нанесены четыре вида металлических покрытий из нержавеющей стали, серебра, титана и меди. Приведены результаты экспериментальной оценки прочности элементарных углеродных волокон с металлическими покрытиями и прочности углепластиков на их основе при межслоевом сдвиге. При изготовлении углепластиков использовано эпоксидное связующее и технология вакуумной инфузии. Приведены результаты структурного анализа элементарных углеродных волокон с металлическими покрытиями и определены их толщины. Установлено, что все использованные металлические покрытия приводят к повышению прочности углепластиков при межслоевом сдвиге. В наибольшей степени прочность повышается при использовании углеродной ленты с покрытием из нержавеющей стали (на 50%), однако при длительном хранении металлизированных углеродных лент их эффективность снижается.
Ключевые слова: элементарное углеродное волокно, металлические покрытия, магнетронное распыление.
Функциональные материалы
- Получение нанодисперсного порошка гафната диспрозия Dy2HfO5 механохимическим способом Ж. В. ЕРЕМЕЕВА, д-р техн. наук, проф., Ю. Ю. КАПЛАНСКИЙ, канд техн. наук, С. ВОРОТЫЛО, канд техн. наук, А. А. НЕПАПУШЕВ, канд. техн. наук, Д. А. СИДОРЕНКО, канд. техн. наук, А. В. ХВАН, канд. техн. наукНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, 119049, РФ,e-mail: eremeeva-shanna@yandex.ru, 12
DOI: 10.31044/1684-579X-2021-0-1-12-16Порошки гафната диспрозия Dy2HfO5 были получены методом механохимического синтеза из оксидов гафния и диспрозия. Структура и основные физико-химические свойства исследованы с применением методов РФА, растровой электронной спектроскопии, Раман-спектроскопии (КР-спектры), ПЭМ и химического анализов. РФА и анализ КР-спектров показывает, что полное превращение исходных оксидов в однофазный нанодисперсный гафнат диспрозия (Dy2HfO5) происходит при механической обработке смеси в течение 40 мин.
Проведение Рамановской спектрометрии порошка гафната диспрозия, полученного механосинтезом, показало отсутствие непрореагировавших оксидов гафния и диспрозия и образование однофазного гафната диспрозия.
Ключевые слова: порошки, оксиды гафния и диспрозия, механохимический синтез, нанокристаллический гафнат диспрозия, поглощающие элементы, электронная микроскопия, структура, удельная поверхность, насыпная плотность.
Методы анализа и испытаний
- Исследования дифракционных методов ультразвукового контроля применительно к выявлению искусственных дефектов, имитирующих раздробленные окисные пленки в шве, выполненном сваркой трением с перемешиванием Н. П. АЛЕШИН1, д-р техн. наук, акад. РАН, В. А. БАКШАЕВ2, М. В. ГРИГОРЬЕВ1, канд. техн. наук, Н. А. ЩИПАКОВ1, канд. техн. наук, В. В. БРОВКО1, канд. техн. наук, В. В. ТИШКИН11Федеральное государственное автономное учреждение «Научно-учебный центр «Сварка и контроль» при МГТУ им. Н. Э. Баумана», Москва, 105005, РФ,e-mail: nucsk@mail.ru,2ЗАО «Чебоксарское предприятие «Сеспель», г. Чебоксары, 428000, РФ, 17
Одним из характерных дефектов сварки трением с перемешиванием являются скопления оксидных пленок. Структура таких дефектов и их малое раскрытие не позволяет обнаружить их стандартными методами ультразвукового контроля (в частности эхо-импульсным методом), в том числе и по причине малой отражающей способности. Предложен способ искусственного внесения оксидных пленок в сварное соединение. Показано, что для задач выявления дефектов такого типа перспективным является применение дифракционных методов неразрушающего ультразвукового контроля. Дифракционные методы позволяют регистрировать сигнал от дефектов с минимальным раскрытием, а также дефектов с частичной металлической связью, которые являются полупрозрачными для ультразвуковых волн и выявление которых невозможно при использовании других методов ультразвукового контроля, в частности эхо-импульсного, а также рентгеновского контроля.
Ключевые слова: сварка трением с перемешиванием, окисная пленка, раскрытие несплошности, модель дефекта, искусственный дефект, ультразвуковой контроль, дифракционный метод контроля.
- Оценка пластичности конструкционных сталей по параметрам равномерной стадии кривой растяжения В. А. ХОТИНОВ, канд. техн. наук, В. М. ФАРБЕР, д-р техн. наукФГАОУ ВО Уральский федеральный университет имени Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург, 620002, РФ,email: khotinov@yandex.ru, 24
DOI: 10.31044/1684-579X-2021-0-1-24-31Исследованы механические свойства при растяжении образцов армко-железа и широкого круга конструкционных сталей в различных структурно-фазовых состояниях. Показано, что использование разных механизмов упрочнения приводит к снижению с разной интенсивностью пластических характеристик на равномерной и сосредоточенной стадиях деформации. При анализе кривых растяжения в условных и истинных координатах установлено, что при разбиении равномерной стадии на линейный и степенной периоды достигается наилучшее аналитическое описание экспериментальных кривых растяжения с R2 = 0,99. Предложены параметры пластичности на линейном и степенном периодах, чувствительные к изменению исходного структурно-фазового состояния металла.
Ключевые слова: конструкционные стали, феррит, пластичность, механизмы упрочнения, кривые растяжения, равномерная стадия деформации.
Композиционные материалы
- Композиционные материалы на основе поливинилпирролидона и фосфатов кальция для медицины И. В. ФАДЕЕВА1, канд. хим. наук, А. С. ФОМИН1, канд. техн. наук, Г. А. ДАВЫДОВА2, канд. физ.-мат. наук, И. И. СЕЛЕЗНЕВА2, канд. физ.-мат. наук, Е. С. ТРОФИМЧУК3, канд. хим. наук, С. М. БАРИНОВ1, д-р техн. наук, чл.-корр. РАН1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН), Москва, 119334, РФ,2Федеральное государственное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук (ИТЭБ РАН), г. Пущино, 142290, РФ,3Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова», Москва, 119991, РФ,e-mail: fadeeva_inna@mail.ru, 31
DOI: 10.31044/1684-579X-2021-0-1-31-36Методом осаждения in situ в растворах поливинилпирролидона (ПВП) получены минерал-полимерные композиты на основе ПВП и гидроксиапатита (ГА). Композиты представлены в виде пленок гидрогелей. При формировании in situ ГА, по данным ПЭМ, происходит образование частиц округлой формы размером до 10 нм. Для частиц ГА значения ОКР близки к размеру кристаллов, полученных из данных ПЭМ, а для композитов ПВП—ГА размер частиц, полученный из данных ПЭМ, существенно превосходит величину ОКР. Гравиметрическим методом исследована набухаемость полученных пленок: кривая набухаемости минерал-полимерной пленки, содержащей 1,96% ГА, имеет вид, характерный для набухания гидрогелей. Биологические исследования полимеров и композитов полимеров с ГА, осажденным in situ, показали, что побочные продукты реакции образования ГА оказывают негативное влияние на жизнеспособность клеток. Однако полученные материалы перспективны для использования в качестве мембран в остеопластической хирургии.
Ключевые слова: композиты поливинилпирролидона и гидроксиапатита, биологические испытания in situ.
Керамические материалы
- Вторичная переработка отходов металлургического производства с целью получения огнеупорных материалов Д. А. АСАИНОВА1, В. В. МЕРКУЛОВ1, канд. хим. наук, Г. Е. АХМЕТОВА1, канд. техн. наук, Г. А. УЛЬЕВА2, канд. техн. наук1Карагандинский государственный индустриальный университет, г. Темиртау, 101400, Казахстан,e-mail: agulzhajnat@bk.ru,2АО «АрселорМиттал Темиртау», г. Темиртау, 101400, Казахстан, 37
DOI: 10.31044/1684-579X-2021-0-1-37-41В статье представлены результаты научно-исследовательских работ, направленных на вторичную переработку отходов металлургического производства — шамотного лома. Целью работы было создание качественного огнеупорного материала путем переработки отходов огнеупорного кирпича для обеспечения утилизации отходов предприятий, экономии природных ресурсов, снижения себестоимости продукции и снижения техногенной нагрузки на окружающую среду.
Ключевые слова: шамотный лом, огнеупорный материал, утилизация отходов, металлургическое производство, химическая стойкость, прочность огнеупора.
- Градационные обжиги как способ гомогенизации структуры плотной керамики А. Г. ЧЕТВЕРИКОВА, канд. физ.-мат. наук, О. Н. КАНЫГИНА, д-р физ.-мат. наук, проф., В. В. ГУНЬКОВ, канд. физ.-мат. наук, И. Н. АНИСИНА, канд. техн. наукФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет», г. Оренбург, 460018, РФ,e-mail: anisina-inga@yandex.ru, 42
DOI: 10.31044/1684-579X-2021-0-1-42-48Исследована возможность улучшения технологических свойств керамической массы за счет оптимизации ее состава. Для керамической массы, состоящей из 60% монтмориллонит содержащей и 40% (мас.) каолинит содержащей глин, смоделирован процесс обжига изделий простой геометрической формы, обеспечивающий минимальные температурные градиенты между поверхностями и средними слоями образцов. Для получения образцов с однородной по объему структурой разработан градационный обжиг при температурах 600, 700, 800, 900 и 1000 °С с последовательной выдержкой в течение 1 ч со скоростями нагрева 5 и 25 град / мин. Приведены экспериментальные результаты оценки влияния скорости нагрева на кинетику изменения макропараметров образцов. Предложены способы контроля структурных изменений при высокотемпературных обжигах. Показано, что градационный обжиг оптимизированной керамической массы позволяет расширить интервал спекания, а вариация скорости нагрева способствует гомогенизации структуры плотной керамики.
Ключевые слова: структура, плотная керамика, градационный обжиг, температурный градиент.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|