<<
>>

3.3 Исследование процесса спекания алюмокомпозитов системы А1- 3масс.%М-1масс.%Си с наномодификаторами

О ходе процесса спекания можно судить по усадке порошковой формовки. Экспериментальное исследование процессов объемной усадки при спекании прессовок проводили на цилиндрических образцах диаметром 12мм и массой 3 грамм с относительной плотностью после прессования 50­90%, спеченных в вакууме при температурах 450 - 625 oC и времени выдержки от 15 до 120 мин.

На рисунке 34 представлены зависимости усадки спеченных образцов от времени спекания и концентрации нанодисперсных добавок. Давление прессования составляло 500 МПа. Спекание длилось 30-150 минут в вакууме при температуре 873 К.

a. Al-3масс.%Ni-1масс.%Cu

б. Al-4масс.%Сu

в. Al-4Macc.%Mg

Рисунок 34 - Зависимость относительной усадки от времени спекания и концентрации наночастиц: a. Al-3масс.%)Ni-1 масс.°oCli:б. А1-4масс.%Си; в. А1-4масс.%Мд.

Из полученных зависимостей видно, что объемная усадка уменьшается с повышением концентрации наночастиц и нановолокон, т.к. они являются своеобразными барьерами, которые препятствуют спеканию частиц алюмокомпозитов. Интенсивная усадка наблюдается начиная со времени спекания 60 минут для всех составов исследуемых алюмокомпозитов, что говорит об интенсивном массопереносе во время спекания. После времени 120 минут усадка тормозится, что говорит об окончании процесса массопереноса, но максимальная объемная усадка у всех образцов наблюдается при времени спекания 150 минут. Также активно на процесс спекания оказывает форма и размеры частиц алюмокомпозита, наличие адсорбированных газов на их частицах и на наночастицах. Наибольшая усадка наблюдается у алюмокомпозитов системы А1-4масс.%Мд, причем у алюмокомпозитов без нанодобавок она составляет 7,4 %, при введении

нанодобавки Si3N4 - 7,2%, при введении НАФЕНА усадка составляет 6,8 %.

Наименьшая усадка наблюдается у системы Al-4масс.%Cu, без нанодобавок - 5,8 %. при введении нанодобавки Si3N4- 5,6%; при введении НАФЕНА - 5,2%.

На рисунке 35 а-в приведены зависимости относительной усадки от температуры спекания и концентрации наночастиц.

а

Рисунок 35 - Зависимость относительной усадки от температуры спекания и концентрации наночастиц: а. Al-4масс.%Mg,; б. Л1-4масс.%Си; в. Л1-3масс.%И1-1масс.%Си

Из представленных зависимостей видно, что максимальная относительная усадка у всех образцов наблюдается при температуре

спекания 600 °С и в дальнейшем при увеличении температуры спекания до 625 °С существенно не изменяется. Максимальная усадка наблюдается у образцов системы Al-4масс.%Mg и достигает у образцов без нанодобавок - 7,2 %, с увеличением концентрации нанодобавок и нановолокон усадка несколько снижается и при их объемном содержании 0,1% достигает 6,5 %. Минимальная относительная усадка зафиксирована у системы Al-4масс.%Сu, без добавок усадка составила - 5,8 %, а при введении нанодобавок и нановолокон в количестве 0,1 об.% объемная усадка была 4,0-4,5%.

На рисунке 36 представлены зависимости относительной усадки от температуры смешивания и вида смешивания.

Рисунок 36 - Зависимость относительной усадки от температуры спекания и вида смешивания: а. Al-4масс.%Mg; б. Л1-4масс.%Си; в. Л1-3масс.%М- 1масс.%Си

Из результатов эксперимента так же следует, что на относительную усадку оказывает влияние температура смешивания и способ смешивания шихты. Максимальная усадка наблюдается при смешивании в планетарно­центробежной мельнице, что объясняется большой дефектностью материала , что сильно активизирует процессы массопереноса и диффузии. Минимальная усадка наблюдается при смешивании в лопастном смесителе, что можно объяснить гранульной формой получаемых частиц и несколько заторможенным вследствии этого протекании диффузии в процессе консолидации.

При проведении смешивания при повышенных температурах в интервале 80-100 °С происходит более равномерное смешивания и усадка при спекании составляет 5,5-7,3 %, что говорит о хорошем протекании процессов массопереноса при консолидации.

<< | >>
Источник: Иванов Борис Сергеевич. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В АЛЮМОКОМПОЗИТАХ СИСТЕМ Al-Cu, Al-Ni-Cu, Al-Mg ПРИ МОДИФИЦИРОВАНИИ ИХ КЕРАМИЧЕСКИМИ НАНОЧАСТИЦАМИ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва 2019 г.. 2019

Еще по теме 3.3 Исследование процесса спекания алюмокомпозитов системы А1- 3масс.%М-1масс.%Си с наномодификаторами:

  1. 3.4 Исследование процесса спарк-плазменного спекания порошковых алюмокомпозитов системы Л1-3масс.%М-1масс.%Си с наномодификаторами
  2. Глава 4. Исследование свойств порошковых алюмокомпозитов системы Al- 3масс.%Ni-1масс.%Cu с наномодификаторами
  3. Твердость порошковых алюмокомпозитов системы А1-3масс.%М- 1масс.%Cu, АМмасс^^ и A1-4масс.%Mg с наномодификаторами
  4. 3.1 Исследование процесса смешивания порошковых смесей системы Al- 3масс.%М-1масс.%Си, А1-4масс.%Си, А1-4масс.%Мд с наномодификаторами
  5. Глава 3. Исследование процессов получения смесей, прессования и спекания порошковых алюмокомпозитов системы Al-3 масс. %Ni-1 масс. %Cu, Al- 4масс.%Си, А1-4масс.%Мд с наномодификаторами
  6. Коррозионную стойкость изгиб порошковых алюмокомпозитов системы Al-3масс.%Ni-1масс.%Cu с наномодификаторами
  7. 3.2 Исследование формуемости порошковых смесей системы А1-3масс.%М- 1масс.%Си, А1-4масс.%Си, А1-4масс.%Мд с наномодификаторами
  8. 3.5 Исследование структуры полученных порошковых алюмокомпозитов системы Л1-3 масс. %Ni-1 масс.0 оСи с наномодификаторами
  9. Предел прочности на изгиб порошковых алюмокомпозитов системы с наномодификаторами
  10. Жаростойкость порошковых алюмокомпозитов системы A1-3маcc.%Ni- 1маcc.%Cu с наномодификаторами