ЭЛЕКТРОИСКРОВОЕ СПЕКАНИЕ СМЕСЕЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ И КОМПОЗИТОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ МАТРИЦАМИ: ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВА СПЕЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

На примерах систем Ti3SiC2-Cu, Fe-Ag, NiO-Ni, Cu2O-Cu и Fe-Al проводится анализ некоторых особенностей поведения смесей порошков металлов и композитов с металлическими матрицами при электроискровом спекании. Обсуждаются физико-химические аспекты формирования контактов между композиционными агломератами, полученными механической обработкой порошковых смесей в высокоэнергетической мельнице. Рассматриваются условия эффективного восстановления оксидных пленок, присутствующих на металлических частицах, в условиях электроискрового спекания. В условиях, традиционно использующихся для консолидации металлических порошков методом электроискрового спекания, удаление оксидов происходит за счет их восстановления углеродом, присутствующим в камере установки электроискрового спекания. Анализируются возможности метода электроискрового спекания для получения композитов с металлическими матрицами, сочетающих различные механизмы упрочнения, а также для получения пористых материалов с высокими значениями открытой пористости.

Об авторах

Дина Владимировна Дудина

Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН; Новосибирский государственный технический университет; Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН

Email: dina1807@gmail.com
пр. Лаврентьева, 15, г. Новосибирск, 630090, Россия; пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия; ул. Кутателадзе, 18, г. Новосибирск, 630128, Россия

Список литературы

  1. Groza J.R., Zavaliangos A. Nanostructured bulk solids by field activated sintering // Reviews on Advanced Materials Science. - 2003. - Vol. 5. - P. 24-33.
  2. Munir Z.A., Anselmi-Tamburini U., Ohyanagi M. The effect of electric field and pressure on the synthesis and consolidation of materials: a review of the spark plasma sintering method // Journal of Materials Science. - 2006. - Vol. 41, iss. 3. - P. 763-777. - doi: 10.1007/s10853-006-6555-2.
  3. Consolidation/synthesis of materials by electric current activated/assisted sintering / R. Orrù, R. Licheri, A.M. Locci, A. Cincotti, G. Cao // Materials Science & Engineering: R: Reports. - 2009. - Vol. 63, iss. 4-6. - P. 127-287. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.mser.2008.09.003.
  4. Spark plasma sintering of metals and metal matrix nanocomposites: a review / N. Saheb, Z. Iqbal, A. Khalil, A.S. Hakeem, N.A. Aqeeli, T. Laoui, A. Al-Qutub, R. Kirchner // Journal of Nanomaterials. - 2012. - Vol. 2012. - Art. 983470. - 13 p. - doi: http://dx.doi.org/10.1155/2012/983470.
  5. The influence of premolding load on the electrical behavior in the initial stage of electric current activated sintering of carbonyl iron powders / Y. Ye, X. Li, K. Hu, Y. Lai, Y. Li // Journal of Applied Physics. - 2013. - Vol. 113, iss. 21. - P. 214902. - doi: http://dx.doi.org/10.1063/1.4808339.
  6. Aman Y., Garnier V., Djurado E. Pressure-less spark plasma sintering effect on non-conventional necking process during the initial stage of sintering of copper and alumina // Journal of Materials Science. - 2012. - Vol. 47, iss. 15. - P. 5766-5773. - doi: 10.1007/s10853-012-6469-0.
  7. Никулина А.А. Формирование неоднородной структуры железоуглеродистых сплавов спеканием частиц разнородных сталей // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2016. - № 3 (72). - С. 52-61. - doi: 10.17212/1994-6309-2016-3-52-61.
  8. Bonifacio C.S., Holland T.B., Benthem K. van. Evidence of surface cleaning during electric field assisted sintering // Scripta Materialia. - 2013. - Vol. 69, iss. 11-12. - P. 769-772. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.scriptamat.2013.08.018.
  9. Oxide reduction effects in SPS processing of Cu atomized powder containing oxide inclusions / R. Collet, S. le Gallet, F. Charlot, S. Lay, J.M. Chaix, F. Bernard // Materials Chemistry and Physics. - 2016. - Vol. 173. - P. 498-507. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.02.044.
  10. The critical role of heating rate in enabling the removal of surface oxide films during spark plasma sintering of Al-based bulk metallic glass powder / X.P. Li, M. Yan, H. Imai, K. Kondoh, G.B. Schaffer, M. Qian // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2013. - Vol. 375. - P. 95-98. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2013.05.001.
  11. Ti3SiC2-Cu composites by mechanical milling and Spark Plasma Sintering: possible microstructure formation scenarios / D.V. Dudina, V.I. Mali, A.G. Anisimov, N.V. Bulina, M.A. Korchagin, O.I. Lomovsky, I.A. Bataev, V.A. Bataev // Metals & Materials International. - 2013. - Vol. 19, iss. 6. - P. 1235-1241. - doi: 10.1007/s12540-013-6015-x.
  12. Bokhonov B.B., Dudina D.V. Recrystallisation-accompanied phase separation in Ag-Fe and Ag-Ni nanocomposites: a route to structure tailoring of nanoporous silver // RSC Advances. - 2013. - Vol. 3, iss. 31. - P. 12655-12661. - doi: 10.1039/C3RA41377B.
  13. Dudina D.V., Bokhonov B.B. Elimination of oxide films during Spark Plasma Sintering of metallic powders: a case study using partially oxidized nickel // Advanced Powder Technology. - 2017. - Vol. 28, iss. 2. - P. 641-647. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.apt.2016.12.001.
  14. Dudina D.V., Bokhonov B.B., Mukherjee A K. Formation of aluminum particles with shell morphology during pressureless Spark Plasma Sintering of Fe-Al mixtures: current-related or Kirkendall effect? // Materials. - 2016. - Vol. 9, iss. 5. - P. 375. - doi: 10.3390/ma9050375.
  15. Zhang P., Li S.X., Zhang Z.F. General relationship between strength and hardness // Materials Science & Engineering: A. - 2011. - Vol. 529. - P. 62-73. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2011.08.061.
  16. Miller W.S., Humphreys F.J. Strengthening mechanisms in particulate metal matrix composites // Scripta Metallurgica & Materialia. - 1991. - Vol. 25, iss. 1. - P. 33-38. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/0956-716X(91)90349-6.
  17. Karczewski K., Stępniowski W.J., Jóźwiak S. Highly-porous FeAl intermetallic foams formed via sintering with Eosin Y as a gas releasing agent // Materials Letters. - 2016. - Vol. 178. - P. 268-271. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2016.05.047.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».