|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материаловедение №8 за 2024 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Содержание номера
Структура и свойства материалов
- Исследование изменений структуры и стехиометрии сиалонов β-Si6—zAlzOzN8—z (z = 1, 2) при спекании с добавлением фторида натрия методом Ритвельда В. П. СИРОТИНКИН, канд. хим. наук, Н. С. АХМАДУЛЛИНА*, канд. хим. наук, Ю. Ф. КАРГИН, д-р хим. наукИнститут металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской Академии наук, Москва, 119991, РФE-mail: sir@imet.ac.ru, *nakhmadullina@mail.ru, 3
DOI: 10.31044/1684-579X-2024-0-8-3-10Методом Ритвельда детально изучен фазовый состав образцов β-сиалонов Si6—zAlzOzN8—z состава Si5AlON7 (z = 1) и Si4Al2O2N6 (z = 2) до и после двухстадийного обжига на воздухе при 900 °С и в токе азота при 1650 °С в отсутствие спекающих добавок и с добавлением 0,5% (мас.) и 2,0% (мас.) NaF. Показано, что образцы исходных β-сиалонов (1 и 2) являются двухфазными и содержат Si4,8Al1,2O1,2N6,8 и Si4,4Al1,6O1,6N6,4 в соотношении 70:30 по массе. Обжиг в отсутствие спекающих добавок практически не изменяет состав образца 1, в то время как образец 2 обогащается фазой Si4,4Al1,6O1,6N6,4. Обжиг в присутствии
NaF приводит к появлению в составе образцов третьей фазы — Si2,8Al3,2O3,2N4,8. При содержании NaF 0,5% (мас.) фазовый состав образцов 1 и 2 после обжига практически идентичен, в то время как при обжиге образца 2 с 2,0% (мас). NaF происходит смена преобладающей фазы — Si3,8Al2,2O2,2N5,8 вместо Si4,8Al1,2O1,2N6,8.
Ключевые слова: оксонитриды, β-SiAlON, алюминий, кремний, фторид натрия, структура.
Современные технологии
- Имплантация в сталь Ст45 ионов олова и азота В. В. ОВЧИННИКОВ, д-р техн. наук, Н. В. УЧЕВАТКИНА, канд. хим. наук, С. В. ЯКУТИНА, канд. техн. наук, М. Ю. СЛЕЗКО, Н. А. ОЛЕФИРЕНКО, канд. техн. наукМосковский политехнический университет, Москва, 107023, РФe-mail: vikov1956@mail.ru, 11
DOI: 10.31044/1684-579X-2024-0-8-11-19Повышение износостойкости стальных деталей, работающих в условиях трения, остается весьма актуальной. Для решения этой задачи применительно к небольшим по размерам деталям типа поршней холодильных установок эффективным методом является ионная имплантация. Установлено, что имплантация поверхности стали 45 ионами олова позволяет повысить износостойкость образцов в 3—4 раза. Последовательная имплантация ионами олова и азота позволила повысить износостойкость образцов в 18—22 раза. В основе этого явления лежит эффект изменения типа изнашивания за счет образования в поверхностном слое стали 45 сферических частиц Sn3N4.
Ключевые слова: сталь углеродистая, ионная имплантация, ионы олова, ионы азота, последовательная имплантация, частицы нитрида олова.
- Особенности структурообразования покрытий при термогидрохимической обработке стального инструмента А. А. ШМАТОВ1,2, д-р техн. наук, проф., Л. ШООШ3, канд. техн. наук, проф., З. КРАЙНИ3, канд. техн. наук1Белорусский национальный технический университет, г. Минск, 220013, Беларусь2Уханьский текстильный университет, г. Ухань, 430073, Китай3Словацкий технический университет, г. Братислава, 81107, Словакияe-mail: dr.shmatov2014@yandex.ru, 20
DOI: 10.31044/1684-579X-2024-0-8-20-29В работе изучены вопросы структурообразования покрытий, полученных термогидрохимической обработкой (ТГХО), которая позволяет увеличить в 1,4—8 раз стойкость стальных инструментов, по сравнению с традиционными. ТГХО включает: 1) гидрохимическую обработку (ГХО) инструмента в кипящей гидрозоли керамических материалов для осаждения твердосмазочных покрытий; 2) термообработку (ТО). Установлено, что при ГХО стали формируются покрытия с нанокристаллической структурой, а при нагреве выше 500 °С — с нанокомпозитной. Предложена модель-схема поэтапного формирования покрытий при ТГХО стального инструмента, включающая гидрохимическое (ГХ) получение нанопокрытий в водной дисперсионной среде, основанное на образовании в ней полярных мицелл на базе керамических наночастиц в условиях расклинивающего действия поверхностно-активных веществ (ПАВ), электрохимического и ударно-импульсного термогидродинамического воздействия кипящей водной дисперсионной среды, дальнейшего переноса и разрядки мицелл на стальной поверхности с осаждением твердых мономолекулярных слоев, затем проведение термической обработки.
Ключевые слова: термогидрохимическая обработка, твердосмазочное покрытие, стальной инструмент.
Композиционные материалы
- Влияние электрофизических воздействий на изгибную прочность отвержденного монослоя, сформированного из препрега, армированного непрерывным углеродным волокном, путем трехмерной печати И. В. ЗЛОБИНА1,2, канд. техн. наук, Н. В. БЕКРЕНЕВ1, д-р техн. наук, проф., А. С. ЕГОРОВ1,2, канд. хим. наук, Д. О. ЧУРИКОВ11Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.», г. Саратов, 410054, РФ2Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, 123182, РФe-mail: irinka_7_@mail.ru, 30
DOI: 10.31044/1684-579X-2024-0-8-30-39Исследовано влияние ультразвуковой и СВЧ-обработки монослоя, сформированного путем трехмерной печати из препрегов, армированных непрерывным углеродным волокном, на его прочность при трехточечном изгибе. Получены эмпирические зависимости деформация—напряжение, с высокой точностью аппроксимированные степенными функциями. Установлено, что электрофизическое воздействие как высоких, так и сверхвысоких частот способствует увеличению напряжений в образцах при их изгибе. При этом наибольшая эффективность (увеличение на 54—72%) отмечается при малых деформациях для образцов, подвергнутых воздействию СВЧ электромагнитного поля, в том числе после предварительной ультразвуковой обработки. С увеличением величины деформации эффективность данного метода снижается. Эффект воздействия ультразвука проявляется в значительно меньшей степени и составляет от 8 до 15%, причем повышается с увеличением деформации. Показано, что причиной увеличения изгибной прочности композитных препрегов является повышение равномерности структуры связующего и его плотности, а также «залечивание» макродефектов в виде несплошностей, присущих аддитивным технологиям формообразования, что способствует увеличению количества армирующих волокон, вовлеченных в процесс восприятия нагрузки.
Ключевые слова: аддитивные технологии, композиционные материалы, препрег, армированный непрерывным углеродным волокном, термореактивное и термопластичное связующее, трехточечный изгиб, прочность, ультразвук, СВЧ электромагнитное поле, эффективность.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|