Умный поиск 


3_2019_s_10

 

Название статьи РОЛЬ ЗЕРНОГРАНИЧНОЙ ФАЗЫ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МЕХАНОКОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ МЕДИ И ЖЕЛЕЗА
Авторы

С.А. КОВАЛЕВА, старший научный сотрудник, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь

В.И. ЖОРНИК, д-р техн. наук, доц., заведующий лабораторией наноструктурных и сверхтвердых материалов, 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.В. ШКУРКО, канд. физ.-мат. наук, доц., проректор по учебной работе, Институт подготовки научных кадров НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь
В рубрике МЕХАНИКА КОМПОЗИТОВ
Год 2019 номер журнала 3 Страницы

85–98
Тип статьи Научная статья Индекс УДК 621.762.2 Индекс ББК  
Аннотация Предложено феноменологическое описание формирования механокомпозитов, которое может быть принято в качестве модельных представлений для получения механокомпозитов из широкого ряда металлов с гранецентрированной (ГЦК) и объемноцентрированной (ОЦК) кубической решеткой, а также для прогнозирования структурного состояния и свойств спеченных композитов на их основе. Основные этапы формирования механокомпозита включают: 1) диспергирование материала и повышение его реакционной способности за счет дефектообразования; 2) фрагментация субмикроструктуры и формирование «жидкоподобной» зернограничной фазы; 3) деформационное и диффузионное насыщение граничной фазы сегрегациями с последующей кристаллизацией новых фаз по механизму появления и роста зародышей с  формированием композитов наноструктурного строения. Формирующиеся на последней стадии механокомпозиты характеризуются повышенными прочностными свойствами и стабильностью структуры за счет дисперсного упрочнения интерметаллидами. Приведены результаты исследования эволюции структурно-фазового состояния композитов, формируемых в  системах Cu—Sn и Fe—Ga при механохимическом синтезе. Рассматривается взаимосвязь процесса фазовыделения при синтезе механокомпозитов с  особенностями структуры зернограничной фазы. Показано, что в процессе синтеза механокомпозита объемная доля зернограничной фазы формируется на уровне 20–50 об.%. Полученные термобарическим спеканием материалы на их основе сохраняют наноразмерность структуры и характеризуются высокими значениями микротвердости (для Cu—Sn ~3  ГПа, а  для Fe—Ga ~ 7 ГПа). Формирование дисперсных включений в сплаве Сu—Sn при повышении температуры отжига позволяет снизить скорость падения микротвердости при нагреве и обеспечить ее значения на уровне 2,5 ГПа после отжига при 700 °С.
Ключевые слова механохимический синтез, механокомпозит, зернограничная фаза, дисперсное упрочнение
   
Список цитируемой литературы
  1. Чувильдеев, В.Н. Физика новых материалов / В.Н. Чувильдеев [и др.]. — Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 2010. — 105 с.
  2. Ловшенко, Ф.Г. Композиционные наноструктурные механически легированные порошки для газотермических покрытий / Ф.Г. Ловшенко, Г.Ф. Ловшенко. — Могилев: Бел.-Рос. ун-т, 2013. — 215с.
  3. Andrievski, R.A. Review of thermalstability of nanomaterials  / R.A. Andrievski // J. Mater Sci. — 2014. — Vol. 49. — C.   1449–1460.
  4. Аввакумов, Е.Г. Механические методы активации химических процессов / Е.Г. Аввакумов. — Новосибирск: Наука, 1986. — 302 c.
  5. Механокомпозиты-прекурсоры для создания материалов с новыми свойствами / под. ред. О.И. Ломовского. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. — 424 с. — (Интеграционные проекты СО РАН, вып. 26).
  6. Григорьева, Т.Ф. Механохимический синтез в металлических системах / Т.Ф. Григорьева, А.П. Баринова, Н.З. Ляхов; отв. ред. Е.Г. Аввакумов. — Новосибирск: ИХТТМ СО РАН, 2008. — 309 с.
  7. Об обнаружении «зернограничной фазы» в субмикрокристаллическом железе мессбауэровским методом / В.А. Шабашов [и др.] // Физика металлов и металловедение. — 1998. — Т. 85. — Вып. 3. — С. 100–112.
  8. Kaloshkin, S.D. Thermodynamic approach to the description of the steady — state phase composition of alloys obtained by mechanical alloying techniques / S.D. Kaloshkin, I.A. Tomilin, V.V. Tcherdyntsev // J. Metast. Nanocryst. Mater. — 2003. — Vol. 15–16. — Pp. 209–214.
  9. Бокштейн, Б.С. Термодинамика и кинетика диффузии в  твердых телах / Б.С. Бокштейн, С.З. Бокштейн, А.А. Жуховицкий. — М.: Металлургия, 1974. — 280 с.
  10. Болдырев, В.В. Механохимия и механическая активация твердых веществ / В.В. Болдырев // Успехи химии. — 2006. — № 75 (3). — C. 203–216.
  11. Fecht, H.J. Nanostrucrure formation by mechanical attrition  / H.J. Fecht // NanoStruct. Mater. — 1995. — Vol. 6. — Pp. 33–42.
  12. Панин, В.Е. Нелинейные волновые процессы в деформируемом твердом теле как многоуровневой иерархически организованной системе / В.Е. Панин, В.Е. Егорушкин, А.В. Панин // Успехи физических наук. — 2012. — Т. 182, № 12. — С. 1351–1357.
  13. Елсуков, Е.П. Механическое сплавление бинарных систем Fe-M (M = C, Si, Ge, Sn): кинетика, термодинамика и механизм атомного перемешивания / Е.П. Елсуков, Г.А. Дорофеев // Химия в интересах устойчивого развития. — 2002. — Т. 10, № 1–2. — С. 59–68.
  14. Kaloshkin, S.D. Phase transformations and hyperfine interaction in mechanically alloyed Fe-Cu solid solution  / S.D. Kaloshkin [et al.] // Mater. Sci. Forum. — 1996. — Vol. 235–238. — Рp. 565–570.
  15. Чувильдеев, В.Н. Теория неравновесных границ зерен в  металлах и ее приложения для описания нано и микрокристаллических материалов / В.Н. Чувильдеев // Вестн. НГУ им. Н.И. Лобачевского. — 2010. — Вып. № 5(2). — С. 124–131.
  16. Gainutdinov, I.I. The structure features of the complex oxides plastic flow — the AB2O3 model system / I.I. Gainutdinov, Yu.T. Pavlukhin // Journal of Alloys and Compounds. — 1997. — Vol. 260. — Pp. 208–210.
  17. Носков, Ф.М. Структурная самоорганизация в областях локализации пластической деформации в сплавах с мартенситными превращениями (системы Fe-Mn, Ni-Ti) / Ф.М. Носков. — Красноярск: Сибир. федер. ун-т, 2017. — 248 с.
  18. Получение композиционных порошков с металлической матрицей методом механохимического синтеза / П.А. Витязь [и др.] // Порошковая металлургия в Беларуси: вызовы времени: сб. науч. ст. / НАН Беларуси, ГНПО порошковой металлургии; редкол.: А.Ф. Ильющенко [и  др.]. — Минск: Беларус. навука, 2017. — С. 414–459.
  19. Определение энергонапряженности механоактиваторов различного типа / А.Б. Борунова [и др.] // Обработка дисперсных материалов и сред: сб. науч. тр. — 1999. — Вып. 9. — С. 158–163.
  20. Balzar, В. Voigt-function model in diffraction line-broadening analysis / В. Balzar // Microstructure Analysis from Diffraction edited by R.L. Snyder, H.J. Bunge, J. Fiala, International Union of Crystallography. — 1999. — 44 p.
  21. Гладышевский, Е.И. Железо-галлий / Е.И. Гладышевский, О.И. Бодак, В.К. Печарский // Диаграммы состояния двойных металлических систем / под ред. Н.П. Лякишева, 1997. — Т. 2. — С. 488–491.
  22. Григорьева, Т.Ф. Исследование продуктов взаимодействия железа и галлия в процессе механической активации  / Т.Ф. Григорьева [и др.] // Физика металлов и металловедение. — 2012. — Т. 113, № 6. — С. 607–614.
  23. Ковалева, С.А. Структурно-фазовые превращения при механической активации в системах с легкоплавкими металлами / С.А. Ковалева, Т.Ф. Григорьева, П.А. Витязь // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сб. мат. VI междунар. науч.-техн. конф., 2011. — Кн. 2. — С. 190–198.
  24. Влияние режимов механоактивации на структуру и свойства порошков-прекурсоров системы «медь — олово» и  сплавов, спеченных на их основе / П.А. Витязь [и др.] // Вестн. ВГТУ. — 2014. — № 26. — С. 110–120.
  25. Грачева, Т.А. Структура ультрамелкозернистой меди и  бронзы / Т.А. Грачева [и др.] // Вестн. ВГТУ. — 2004. — № 1(7). — С. 178–184.