Автореферат (Разработка технологии получения новых композиционных материалов на основе Al-Al2O3 с использованием реакционного спекания на воздухе порошковых алюминиевых заготовок), страница 4

Установлено, что СОЖС (Na2O·SiO2·H2O) в составе сырых заготовоквыполняет функцию активатора реакционного спекания (РС), участвующего вформировании фазового состава и структуры спеченного материала.Методом РФА зафиксированы кристаллические фазы (Al2O3; Si; Na2Si2O5)наноразмерного диапазона (13 – 100 нм) в алюминиевой матрице,образующиеся в процессе РС с участием СОЖС. Это обеспечиваетформирование дисперсно-упрочненной структуры композита.Методом РЭМ установлено, что активирование РС малой добавкойСОЖС (С = 3%) позволяет сохранить слоистую структуру композита, а прибольшом значении С (до 28%) наблюдается ее нивелирование вследствиевовлечения в химическое взаимодействие чешуйчатых алюминиевых частиц.4.

Показано, что для Р-С композита Al-Al2O3, полученного из шихты,гранулированной путем МО порошка ПАП-2, наблюдается снижение егомеханических свойств с увеличением времени МО (τ0) от 15 до 180 минут. РФАфиксирует Al, как доминирующую фазу в составе Р-С материала, аалюмооксидная фаза является рентгеноаморфной.5. Установлено, что в составе Р-С композита Al-Al2O3, полученного изшихты, гранулированной с использованием реакции «омыления» стеарина, наповерхности чешуйчатых частиц порошка ПАП-2 сохраняется коксовыйостаток (1,5% об.) от термического разложения на воздухе продуктов реакции«омыления» (стеарата натрия и глицерина).

Этот коксовый остаток равномернораспределен по поверхностям чешуйчатых алюминиевых частиц в виде тонкихмолекулярных слоев и выполняет функцию твердой смазки при работе парытрения.6. Разработанный антифрикционный материал Al-Al2O3-C с плотностью2,1 – 2,3 г/см3, благодаря оптимальному сочетанию упруго-пластичных свойств19рабочего поверхностного слоя, демонстрирует весьма малый коэффициенттрения (среднее значение – 0,17 в паре трения со сталью ШХ15) и, практически,отсутствие износа, как для испытуемого материала, так и для контр - тела.7. Предложены технологические подходы, используемые для созданияКМ, состоящих из керметной матрицы Al/Al2O3 с наполнителем, выбранным изряда: дискретные металлические ВЗР - волокна (алюминиевые, титановые,стальные), дюралевая стружка, отрезки стального троса, электрокорундфракции 0,08-0,1 мм, каолиновые волокна и сферолиты технического глинозема– γ-Al2O3.Показано, что перспективным является армирование керметной матрицыAl/Al2O3 однонаправлено уложенными отрезками стального троса А4 (1х19):при его содержании - 8% об.

обеспечивается получение материала сплотностью 2,5 г/см3 (в 1,8 раза меньшей плотности титанового сплава) ипоказателями ударной вязкости и удельной эффективной работы разрушения,сопоставимыми с этими показателями для стали, алюминиевого и титановогосплавов.Введение в керметную матрицу Al/Al2O3 зерен электрокорунда позволяетполучать абразивный КМ с плотностью 2,6 г/см3, прочностью при изгибе 40МПа и с открытой пористостью 15-20%, которая позволяет использовать СОЖв зоне трения благодаря пропитке поверхностного слоя.Из порошковой композитной смеси – «ПАП-2 (10 – 30% об.) –каолиновые волокна» изготовлена ультралегковесная теплоизоляция сплотностью 0,25 – 0,5 г/см3 при общей пористости 88 – 93%.

Ее эффективныйкоэффициент теплопроводности в температурном интервале 20 – 1000°Ссоставляет 0,07 – 0,2 Вт/м·К.Из порошковой композитной смеси – «ПАП-2 (30 – 70% об.) – сферолитытехническогоглинозема»полученавысокопористаятермостойкаяалюмооксидная керамика (общая пористость 42 – 52%, плотность 1,90 – 2,32г/см3, σизг = 10-50 МПа). Ее повышенная термостойкость достигается благодарябыстрому устранению температурного градиента на элементах структуры,имеющих микронное сечение.20Основные результаты диссертационных исследований представлены вследующих публикациях:Статьи в журналах, входящих в перечень ВАК:1. Иванов Д.А., Ситников А.И., Иванов А.В., Шляпин С.Д. Влияниедобавки жидкого стекла на прессование и реакционное спекание кермета Al2O3– Al.

// Стекло и керамика, № 7, 2007, с. 28 – 31.2. Шляпин С.Д., Иванов Д.А., Ситников А.И., Иванов А.В. Технологияполучения и свойства кермета Al2O3 – Al с повышенными техникоэкономическими характеристиками. // Технология легких сплавов, № 3, 2007, с.66 – 69.3. Иванов Д.А., Иванов А.В., Шляпин С.Д. Физико-химические аспектытехнологии слоистого кермета Al2O3 – Al, полученного с использованиемметода реакционного спекания. // Известия вузов. Порошковая металлургия ифункциональные покрытия, № 4, 2010, с. 34 – 44.4. Иванов Д.А., Иванов А.В., Шляпин С.Д.

Антифрикционныйкомпозиционный материал Al – Al2O3 – C, полученный из алюминиевогопорошка ПАП – 2. // Технология легких сплавов, № 2, 2012, с. 78 – 86.5. Иванов Д.А., Иванов А.В., Шляпин С.Д. Изучение физико-механическихсвойств и структуры композиционного материала Al – Al2O3, полученного сиспользованием механической обработки алюминиевого порошка ПАП-2 иреакционного спекания порошковых заготовок. // Известия вузов.

Порошковаяметаллургия и функциональные покрытия, № 4, 2014, с. 40 – 50.6. Иванов Д.А., Ситников А.И., Иванов А.В., Шляпин С.Д. Использованиеалюминиевой пудры ПАП-2 для изготовления порошковых композиционныхматериалов: особенности технологии, структуры и физико-механическиесвойства композитов. Часть 1. Технологические подходы, обеспечивающиесоздание композиционных материалов, и применяемые методики дляопределения их физико-механических свойств.

// Известия вузов. Порошковаяметаллургия и функциональные покрытия, №4, 2015, с. 21 – 27.7. Иванов Д.А., Ситников А.И., Иванов А.В., Шляпин С.Д. Использованиеалюминиевой пудры ПАП-2 для изготовления порошковых композиционныхматериалов: особенности технологии, структуры и физико-механическиейсвойства композитов. Часть 2. Изучение свойств и структуры полученныхкомпозитов. // Известия вузов.

Порошковая металлургия и функциональныепокрытия, №1, 2016, с. 20-34.21Материалы научных конференций, выставок и патенты:8. Иванов Д.А., Ситников А.И., Иванов А.В., Шляпин С.Д. Получение,структура и свойства многофункционального материала Al2O3 – Al сповышеннымитехнико-экономическимихарактеристиками.8–ямеждународная научно-техническая конференция, 27 – 28 мая 2008, г. Минск,ГНПО ПМ НАН Беларуси, с. 142 – 143.9. Иванов Д.А., Иванов А.В., Шляпин С.Д. Изучение физико-механическихсвойств кермета Al – Al2O3, полученного с использованием реакционногоспекания. 9 – я международная научно-техническая конференция, 29 – 30сентября 2010, г. Минск, ГНПО ПМ НАН Беларуси, с.

57 – 58.10. Шляпин С.Д., Иванов Д.А., Иванов А.В. Многофункциональныйматериал с повышенными технико-экономическими характеристиками наоснове Al – Al2O3 (рекламный буклет и экспонаты), 5 – я международнаяспециализированная выставка МВЦ «КОМПОЗИТ-ЭКСПО», г. Москва РФ,пав. 1, зал. 1, 28.02 – 1.03. 2012.11. Патент РФ № 2319678. Способ получения композиционного материалаAl2O3 – Al. //Иванов Д.А., Ильин А.А., Ситников А.И., Шляпин С.Д., ИвановА.В., заявл. 01.06.2006, опубл.

20.03.2008, бюл. № 8.12. Патент РФ № 2398037. Способ получения композиционного материалаAl2O3 – Al. // Иванов Д.А., Иванов А.В., Сенкевич К.С., Ильин А.А., ШляпинС.Д., заявл. 27.10.2008, опубл. 27. 08. 2010, бюл. № 24.13. Патент РФ № 2461530. Способ получения композиционного материалаAl2O3 – Al. // Иванов Д.А., Иванов А.В., Ильин А.А., Шляпин С.Д., заявл.28.04.2011, опубл. 20.09.2012, бюл. № 26.14. Патент РФ № 2521009. Способ получения композиционного материалаAl - Al2O3.

// Иванов Д.А., Шляпин С.Д., Иванов А.В., заявл. 25.12.2012, опубл.27.06.2014, бюл. № 18.15. Патент РФ № 2545982. Способ получения композиционного материалаAl2O3 – Al. // Иванов А.В., Иванов Д.А., Шляпин С.Д., заявл. 11.11. 2013, опубл.10.04.2015, бюл. № 10.16. Патент РФ № 2583966. Способ получения композиционного материалаAl2O3-Al. // Иванов Д.А, Иванов А.В., Шляпин С.Д., заявл. 20.01.2015, опубл.10.05.2016, бюл.

№ 13.17. Патент РФ № 2592917. Способ получения композиционного материалаAl2O3-Al. // Иванов Д.А., Иванов А.В., Шляпин С.Д., заявл. 20.01.2015, опубл.27.07.2016, бюл. № 21.22.