|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материаловедение №6 за 2024 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Содержание номера
Структура и свойства материалов
- Влияние материала и ориентации углеродных волокон на трибологические свойства тканевых композитов П. О. БУКОВСКИЙ, О. О. ЩЕРБАКОВА, канд. техн. наук, Т. И. МУРАВЬЕВАИПМех РАН им. А. Ю. Ишлинского, Москва, 119526, РФe-mail: bukovskiy.pavel@gmail.com, 3
DOI: 10.31044/1684-579X-2024-0-6-3-11В работе проведено исследование трибологических свойств (коэффициент трения и интенсивность изнашивания) углерод-углеродных тканевых композитов антифрикционного назначения. Исследуемые композиты армировались углеродной тканью на основе полиакрилонитрильных волокон (ПАН) и вискозного сырья, а для их производства применяли как карбонизованные, так и графитированные углеродные волокна. Экспериментальное трибологическое исследование проводили по схеме контакта кольцо—диск в паре со стальным контртелом при различной ориентации слоев ткани композита относительно поверхности трения. Получены экспериментальные зависимости коэффициента трения и интенсивности изнашивания от ряда характеристик (структуры композита, свойств его структурных составляющих и от ориентации слоев ткани) при фиксированных нагрузочно-скоростных параметрах. С помощью методов сканирующей электронной микроскопии проведен анализ поверхности композитов и стального контртела после трибологических испытаний. Установлено, что образующаяся на поверхности трения пленка продуктов износа оказывает определяющее влияние на трибологические характеристики исследованных материалов.
Ключевые слова: углерод-углеродный тканевый композит, ПАН-волокна, вискозное волокно, коэффициент трения, износостойкость, структура поверхности трения, пленка вторичных структур.
- Сравнительный анализ структуры и свойств хромокобальтового покрытия, полученного диффузионным насыщением и лазерной наплавкой Н. А. ШАБУРОВА, канд. техн. наук, К. Ю. ПАШКЕЕВ, канд. техн. наук, В. А. МЯСОЕДОВФГАОУ ВО Южно-Уральский государственный университет (НИУ), г. Челябинск, 454080, РФe-mail: shaburovana@susu.ru, 12
DOI: 10.31044/1684-579X-2024-0-6-12-20Повышение долговечности и живучести деталей машин и механизмов во многом зависит от прочности и износостойкости материала, из которого они изготовлены. В качестве альтернативы объемному легированию сталей для повышения их прочности и износостойкости можно использовать различные методы создания защитных покрытий — химико-термическую обработку (ХТО) и аддитивные технологии. В работе проводится исследование возможности одновременного насыщения поверхности металла хромом и кобальтом, так как именно эти легирующие элементы обеспечивают не только высокую коррозионную стойкость покрытия, но и отличную износостойкость и режущие свойства. Для создания хромокобальтовых покрытий в работе рассмотрена технология термодиффузионного насыщения и лазерной наплавки стеллитом 6.
Термодиффузионное насыщение стали 35Х2Н3 хромом и кобальтом проводили при температуре 1000 °С. Наплавку стеллита 6 на поверхность такого же образца проводили на роботизированной лазерной установке FL-Clad-R-4.
Исследование полученных покрытий проводили по методике, основанной на возможностях рентгеноспектрального микроанализа (РСМ) диффузионного слоя на поперечных микрошлифах полученных образцов. Контроль элементного состава диффузионного слоя проводили на универсальном сканирующем (растровом) электронном микроскопе JEOL JSM-6460 LV. Исследование микроструктуры осуществляли на оптическом металлографическом микроскопе Axio Observer D1.m. Рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре Rigaku Ultima IV. Измерение твердости проводили на микротвердомере FM-800 при нагрузках 50 и 300 г.
По совокупности полученных свойств термодиффузионный метод создания хромокобальтовых покрытий на деталях конечных размеров является наиболее эффективным, в том числе для массового производства. При аддитивном методе создания покрытий длительности лазерного нагрева недостаточно для обеспечения диффузии элементов наплавки в основной металл. Поэтому для получения на поверхности детали того же содержания хрома и кобальта необходимо предусматривать припуск под механическую обработку деталей с неполным удалением наплавленного слоя.
Ключевые слова: комплексное термодиффузионное хромирование, хромо-кобальтирование, лазерная наплавка, диффузионный слой.
Композиционные материалы
- Селенсодержащие кальцийфосфатные цементы А. А. ЕГОРОВ, канд. техн. наук, Н. В. ПЕТРАКОВА*, канд. техн. наук, Ю. О. НИКИТИНА, канд. техн. наук, А. Ю. ДЕМИНА, А. А. АШМАРИН, канд. техн. наук, А. С. ФОМИН, канд. техн. наук, А. И. ОГАРКОВ, С. М. БАРИНОВ, д-р техн. наук, чл.-корр. РАН, В. С. КОМЛЕВ, д-р техн. наук, чл.-корр. РАНИнститут металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук, Москва, 119334, РФ*e-mail: petrakova.nv@mail.ru, 21
DOI: 10.31044/1684-579X-2024-0-6-21-30Кальцийфосфатные цементы (Se-КФЦ), содержащие Se(IV) в количестве 0,08; 0,15 и 0,18% (мас.), были получены в результате смешения порошка селенсодержащего трикальцийфосфата (Se-ТКФ) и затворяющей жидкости (ЗЖ) на основе водного раствора дигидроортофосфата магния. Синтез порошков Se-ТКФ проводили методом осаждения из растворов с использованием селенита натрия в качестве источника селена. Экспериментальные образцы исследовали методами рентгенофазового анализа (РФА), инфракрасной спектроскопии (ИК-спектроскопии) и рентгенофлюоресцентного элементного анализа (РФЭА). Проведена оценка параметров схватывания цементной системы, прочности при сжатии и исследование микроструктуры поверхности излома образцов. Установлено оптимальное соотношение ЗЖ / ФК (0,9 / 1), при котором чистое время твердения Se-КФЦ составило от 280 до 360 с в ряду составов. Выявлено, что повышение концентрации селена приводит к повышению содержания брушитовой фазы в составе Se-КФЦ, росту размера ее частиц игольчатой морфологии и равномерному покрытию частиц ТКФ. Однако кристаллизация брушитовой фазы по границам частиц ТКФ приводит к разупрочнению материала, что отражается в снижении показателя прочности при сжатии цементов от 7,5 до 5,6 MПа.
Ключевые слова: кальцийфосфатные цементы, селен, время схватывания, биоматериалы, реконструктивно-восстановительная хирургия.
Деградация материалов
- Влияние термической обработки на качественный и количественный состав функциональных групп на поверхности наноалмазов А. В. СИВЦЕВА1, канд. физ.-мат. наук, П. П. ШАРИН1*, канд. биол. наук, Ф. Ф. ПРОТОПОПОВ2, канд. хим. наук, В. В. КОРЯКИНА2, канд. техн. наук, М. П. АКИМОВА3, д-р техн. наук, С. П. ЯКОВЛЕВА1, И. Е. ИВАНОВ21Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН при ФИЦ ЯНЦ СО РАН, г. Якутск, 677980, РФ2Cеверо-Восточный Федеральный Университет им. М. К. Аммосова, г. Якутск, 677013, РФ3Федеральный исследовательский центр «ЯНЦ СО РАН», г. Якутск, 677000, РФe-mail: sinva@yandex.ru*e-mail: psharin1960@mail.ru, 31
DOI: 10.31044/1684-579X-2024-0-6-31-40Методами титрования, рентгеновской фотоэлектронной (РФЭС) и инфракрасной (ИК) спектроскопии на поверхности нанопорошков алмазов, полученных измельчением природного алмаза и детонационным синтезом, до и после термического окисления кислородом воздуха обнаружены кислородсодержащие функциональные группы. Установлено, что на поверхности природных наноалмазов после термической обработки содержание кислородсодержащих групп увеличивается с 26 до 29 мкмоль / г, а на наноалмазах детонационного синтеза — с 250 до 263 мкмоль / г. Выявлено, что содержание карбоксильных групп повышается одновременно с уменьшением содержания гидроксильных групп в образцах как природного наноалмаза, так и наноалмаза детонационного синтеза. В исходном образце детонационного наноалмаза содержание лактонных групп составило 20 мкмоль / г, после термического окисления их содержание снизилось до 5 мкмоль/г.
Ключевые слова: наноалмазы, термическая обработка, функциональные группы, РФЭС, ИК-спектроскопия, обратное титрование, метод Боэма.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|