1_2021_s_10

Название статьи ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО КАРБИДО-КОРУНДОВОГО МОДИФИКАТОРА СИЛУМИНОВ
Авторы

Д.В. ОРДА, научный сотрудник, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В рубрике МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
Год 2021
Номер журнала 1
Страницы 71–79
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 669.715:66.091.3
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2020-1-54-71-79
Аннотация Разработана математическая модель процесса синтеза наноструктурированного модификатора TiC-Al2O3 методом газофазного осаждения на основе системы исходных материалов TiO2-Al-C. Для построения уравнения отклика в виде полинома 2-й степени проведение экспериментов осуществлялось в соответствии с моделью ротатабельного композиционного плана 2-го порядка с тремя факторами, включающей 20 опытов. В качестве основных факторов рассматривались: температура изотермической выдержки T (°С), время изотермической выдержки t (с) и доля хлорирующего компонента Q (масс.%), а в качестве функции отклика — доля карбида титана q(TiC) (масс.%) в составе синтезируемого модификатора. В работе описаны результаты расчетно-экспериментального моделирования, из которых можно заключить, что для получения модификатора с наибольшим содержанием TiC, параметры синтеза должны быть следующие: T = 900–930 °С; t = 2–2,5 ч; Q = 4–4,5 масс.%. Полученный TiC-Al2O3 модификатор содержит 34 масс.% TiC и имеет наноструктурированное строение с частицами сферической и нитевидной формы, диаметр которых не превышает 100 нм.
Ключевые слова модификатор, наночастицы, карбид титана, корунд, оптимизация, математическая модель
  Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Hemanth Kumar, T.R. Taguchi technique for the simultaneous optimization of tribological parameters in metal matrix composite / T.R. Hemanth Kumar, R.P. Swamy, T.K. Chandrashekar // Journal of minerals and Materials characterization and engineering. — 2011. — Vol. 10, no. 12. — Pp. 1179–1188.
  2. Deshmanya, I.B. Development of Mathematical Model to Predict Micro-Hardness of Al7075/Al2O3 Composites Produced by Stir-Casting / I.B. Deshmanya, Gk. Purohit // Journal of Engineering Science and Technology Review. — 2012. — Vol. 5, no. 1. — Pp. 44–50.
  3. Троцан, А.И. Модифицирование алюминиевого сплава дисперсным порошком Al2O3 / А.И. Троцан, В.В. Каверинский, И.Л. Бродецкий, В.А. Воронич // Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки. — 2013. — Вып. 26. — C. 116–120.
  4. Production and characterization of micro and nano Al2O3 particlereinforced LM25 aluminium alloy composites / S.M. Suresh [et al.] // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. — 2011. — Vol. 6, no. 6. — Pp. 94–98.
  5. Amarnath, G. Microsrtucture and tribological properties of nanoparticulate WC/Al metal matrix composites / G. Amarnath, K.V. Sharma // International journal of Mechanical Engineering and Technology. — 2013. — Vol. 4. — Pp. 178–188.
  6. Borodianskiy, K. Mechanical Properties and Microstructure Characterization of Al-Si Cast Alloys Formation Using Carbide Nanoparticles / K. Borodianskiy, M. Zinigrad // Journal of Materials Sciences and Applications. — 2015. — Vol. 1, no. 3. — Pp. 85–90.
  7. Jiang, D. Fabrication of Al2O3/SiC/Al Hybrid Nanocomposites Through Solidification Process for Improved Mechanical Properties / D. Jiang, Y. Jiakang // Metals. — 2018. — 8(8). DOI: https://doi.org/10.3390/met8080572.
  8. Модифицирование силуминов нанокомпозитными порошками интерметаллид/оксид, получаемые МАСВС / А.Ф. Ильющенко [и др.] // Известия НАН Беларуси. Серия физ.-техн. наук. — 2017. — № 1. — С. 18–24.
  9. Rahimipour, M.R. Synthesis of TiC-Al2O3 nanocomposite from impure TiO2 by mechanical activated sintering / M.R. Rahimipour, M. Razavi, M.S. Yaghmaee // IJE Transaction B: Applications. — 2008. — Vol. 21, no. 3. — Pp. 275–280.
  10. Chen, J. In-situ Synthesis of Ti3AlC2/Tic-Al2O3 composite from TiO2-Al-C system / J. Chen, J. Li, Y. Zhou // J. Mater. Sci. Technol. — 2006. — Vol. 22, no. 4. — Pp. 455–458.
  11. Lee, J.H. Sintering behavior of Al2O3-TiC composite powder prepared by SHS process / J.H. Lee, S.K. Ko, C.W. Won // Materials research bulletin. — 2001. — Vol. 36. — Pp. 989–996.
  12. Kitiwan, M. Effect of reactant characteristics on the synthesis and properties of microwave combustion synthesis of Al2O3-TiC powder / M. Kitiwan, D. Atong // Proceeding of the Third Thailand Materials science and technology conference, Thailand, 2004.
  13. Kaga, H. Formation of Al2O3 – TiC composite nano-particles Synthesized from carbon-coated precursors / H. Kaga, R. Koc / Progress in nanotechnology: processing / John Wiley and Sons, 2010. — Pp. 97–101.
  14. Композиционный порошок TiC-Al2O3 и способ его получения: пат. BY 22136 / А.И. Комаров, В.И. Комарова, Д.В. Орда. — Опубл. 27.06.2016.
  15. Комаров, А.И. Синтез карбидо-корундового наполнителя и его воздействие на структуру и свойства поршневого сплава АК12М2МгН / А.И. Комаров, В.И. Комарова, Д.В. Орда // Механика машин, механизмов и материалов. — 2016. — № 1(34). — С. 81–86.
  16. Комаров, А.И. Синтез наноструктурированных тугоплавких наполнителей, их влияние на структуру и свойства силуминов / А.И. Комаров // Перспективные материалы и технологии: в 2 т. / под ред. В.В. Клубовича. — Витебск: ВГТУ, 2015. — Т. 2, гл. 12. — С. 202–223.
  17. Воздействие синтезируемой нанокомпозиции SiC-Al2O3 на структурообразование и триботехнические свойства композита на основе поршневого сплава АК12М2МгН / А.И. Комаров [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. — 2017. — № 1(38). — С. 71–78.
  18. Структура и свойства сплава АК7, модифицированного композиционной карбидо-корундовой нанодобавкой / А.И. Комаров [и др.] // Актуальные вопросы машиноведения: сб. науч. тр. / Объедин. ин-т машиностроения НАН Беларуси; редкол.: С.Н. Поддубко [и др.]. — Минск, 2017. — Вып. 6. — С. 363–365.
  19. Спиридонов, А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А.А. Спиридонов. — М.: Машиностроение, 1981. — 184 с.