Динамический синтез нанокристаллических высокотвердых материалов на основе титана в гиперскоростной струе электроразрядной плазмы
Диссертация
Возможность получения порошкообразных материалов на основе титана гомогенного, полиморфного и гетерогенного фазового состава с диапазоном распределения по размерам порядка 10-К00 нм и сферической формой частиц с равномерным распределением компонентов, что обеспечивает их использование без дополнительной подготовки в качестве сырьевой базы для производства компактных твердых сплавов с субмикронной… Читать ещё >
Содержание
- 1. Методы получения ультрадисперсных сверхтвердых материалов и нанесения функциональных покрытий
- 1. 1. Методы получения нанопорошков на основе титана
- 1. 2. Порошковые методы нанесения покрытий
- 2. Методика проведения исследований
- 2. 1. Устройство коаксиального магнитоплазменного ускорителя
- 2. 2. Принцип действия КМПУ
- 2. 3. Методика обработки экспериментальных данных
- 3. Электроэрозионный износ поверхности УК титанового ствола и наработка основного материала
- 3. 1. Зависимость удельной интегральной эрозии от удельной подведенной энергии
- 3. 2. Целесообразная длина ускорительного канала КМПУ
- 3. 3. Выравнивание электроэрозионного износа на начальном участке УК
- 3. 4. Исследование электроэрозионного износа поверхности УК при многократном использовании титанового ствола
- 3. 5. Исследование электроэрозионной наработки материала в частотном режиме работы КМПУ
- 4. Прямой динамический синтез и получение нанодисперсных материалов и композиций в гиперскоростной струе электроразрядной плазмы
- 4. 1. Получение ультрадисперсного порошка меди
- 4. 2. Динамический синтез нанодисперсных кристаллических фаз оксидов титана
- 4. 3. Динамический синтез и получение нанодисперсного нитрида титана
- 4. 4. Динамический синтез и получение нанодисперсных композиций
- 4. 5. Исследование порошкообразных материалов, полученных в последовательных циклах работы КМПУ
- 5. Нанесение высокотвердых покрытий на основе титана на металлические поверхности с помощью КМПУ
- 5. 1. Исследования свойств высокотвердых Ti-покрытий, нанесенных на стальную подложку
- 5. 1. 1. Влияние давления азотной атмосферы на твердость Ti-покрытий на стальной подложке
- 5. 1. 2. Фазовый состав Ti-покрытий, нанесенных на стальную подложку в воздушной атмосфере
- 5. 1. 3. Микроструктура Ti-покрытий, нанесенных на стальную подложку в воздушной атмосфере
- 5. 1. 4. Влияние давления азотной атмосферы на фазовый состав Ti-покрытий на стальной подложке
- 5. 1. 5. Микроструктура Ti-покрытий, нанесенных в азотной атмосфере на стальную подложку
- 5. 2. Исследования свойств высокотвердых Ti-покрытий медной подложке
- 5. 2. 1. Влияние давления азотной атмосферы на твердость Ti-покрытий, нанесенных на медную подложку
- 5. 2. 2. Фазовый состав Ti-покрытий, нанесенных на медную подложку в азотной атмосфере
- 5. 2. 3. Микроструктура Ti-покрытий, нанесенных на медную подложку в азотной атмосфере
- 5. 3. Исследование свойств Ti-покрытий на подложке из алюминиевого сплава .,
- 5. 3. 1. Исследование твердости Ti-покрытий на подложках из алюминиевого сплава, нанесенных в воздушной атмосфере
- 5. 3. 2. Влияние давления воздушной атмосферы на твердость Ti-покрытий на подложке из алюминиевого сплава
- 5. 3. 3. Фазовый состав Ti-покрытий на подложке из алюминиевого сплава
- 5. 3. 4. Исследование двухслойных Ti-покрытий на подложке из алюминиевого сплава
- 5. 3. 5. Влияние термообработки подложки из алюминиевого сплава АТБ (1903М) на характеристики покрытий
- 5. 3. 6. Влияние давления азотной атмосферы на твердость Ti-покрытий на подложке из алюминиевого сплава
- 5. 3. 7. Фазовый состав и микроструктура Ti-покрытий, нанесенных в азотной атмосфере на подложку из алюминиевого сплава
- 5. 4. Использование Ti-покрытий для повышения стойкости металлических бронепластин к мощным динамическим воздействиям
- 5. 1. Исследования свойств высокотвердых Ti-покрытий, нанесенных на стальную подложку
Список литературы
- Инструменты из сверхтвердых материалов / Под ред. Н. В. Новикова. М.: Машиностроение, 2005. — 555 с.
- Титан. Источники, составы, свойства, металлохимия и применение / Корнилов И. И. М., «Наука», 1975 — 310 с.
- Гусев А.И., Ремпель A.A. Нанокристаллические материалы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. — 224 с. •
- Наноструктурные материалы: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / P.A. Андриевский, A.B. Рагуля. М.: Издательский центр «Академия», 2005 — 192 с.
- Элекровзрывные нанопорошки: получение, свойства, применение / Назаренко О. Б. Томск, изд. ТПУ, 2005 г.
- Нанодисперсные материалы, полученные в импульсной плазме / И. В. Блинков, A.B. Манухин. 2005 г.
- A.B. Ушаков, В. Е. Редькин. Получение нанокристаллических материалов при помощи дугового разряда низкого давления. / Физическая мезомеханика 7 Спец. Выпуск 4.2 (2004). С.61−64.
- P.A. Андриевский. Наноматериалы на основе тугоплавких карбидов, нитридов и боридов // Успехи химии 74 (12) 2005. с. 1163−1175.
- Н.П. Лякишев, М. И. Алымов. Наноматериалы конструкционного назначения. //Российские нанотехнологии. Обзоры. Том 1. № 1−2, 2006. С.71−81.
- Ю.Механохимический синтез в неорганической химии / Под. Ред. Е. Г. Аввакумова. Новосибирск: Наука, 1991 г.
- В.Ф. Петрунин, Ю. Г. Андреев, Т. Н. Миллер, Я. П. Грабис // Порошковая металлургия. № 9. С. 90.
- В.А. Бурцев, Н. В. Калинин, A.B. Лучинский. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках. М.: Энергоатомиздат, 1990. 289 с.
- Физико-химические основы нанесения покрытий: Научное пособие К. К. Полеха, А.П., Эпик — К.: НМК ВО, 1992 — 224 с.
- Лебедев А. Д., Урюков Б. А. Импульсные ускорители плазмы высокого давления. АН СССР СО Институт теплофизики. Отв. ред. М. Ф. Жуков. Новосибирск. 1990. 290 с.
- Плазменные покрытия. Кудинов В. В., М., «Наука», 1977. 184 с.
- Порошковая металлургия и напыленные покрытия / под ред. Б. С. Митина. М.: Металлургия, 1987. — 792 с.
- Теоретические основы технологии плазменного напыления. Учебное пособие, 2003. Пузряков А.Ф.
- Школьников Э. Я., Гузеев М. Ю., Масленников С. П., Чеботарев А. В*. Ускорение микрочастиц в электротермическом ускорителе сIмультиразрядной схемой разрядного узла // Приборы и техника эксперимента. 2000, № 6, С. 130−135.
- А.П. Алхимов. Научные основы технологии холодного газодинамического напыления и свойства напыленных материалов: монография / А. П. Алхимов и др. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. — 280 с.
- Патент № 2 150 652 РФ. Коаксиальный ускоритель Сивкова. Сивков A.A. 7F41B 6/00. Опубл. 10.06.2000. Бюл. № 16.
- Патент № 2 183 311 РФ. Коаксиальный ускоритель. Сивков A.A. 7F41B 6/00. Опубл. 10.06.2002. Бюл. № 16.
- Сивков А. А. Гибридная электромагнитная система метания твердых тел// Прикладная механика и техническая физика. 2001. Т .42. № 1.С. 3−12.
- Лебедев А. Д., Урюков Б. А. Импульсные ускорители плазмы высокого давления. АН СССР СО Институт теплофизики. Отв. ред. М. Ф. Жуков. Новосибирск. 1990. 290 с.
- Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. М: Издательство «Мир», 1972.-392с.
- Будин A.B., Каликов В. А., Коваль А. И., Рабинович И. Б., Хейфиц М. И. Получение водорода путем электротермического разложения твердых источников газа // Письма в ЖТФ. 1994. Т.20. — вып. 6. — С. 39−42.
- Установка ВФУ-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.
- Генерация сверхсильных магнитных полей / Под ред. В. Купфмюллера. — М.: Мир, 1979.-230 с.
- Герасимов Д.Ю., Сайгаш A.C., Ягин А. Г. Динамика гиперзвукового потока электроразрядной плазмы // Университетская научно-практическая отчетная конференция студентов и молодых ученых: Сборник тезисов. Томск: Изд-во ТПУ, 2003. с. 10−11.
- Герасимов Д.Ю., Цыбина A.C. Динамика электроэрозионного процесса в коаксиальном магнитоплазменном ускорителе // Там же с.295−298.
- Герасимов Д.Ю., Цыбина A.C. Эрозия ускорительного канала магнитоплазменного ускорителя // Энергетика: экология, надежность, безопасность: Материалы докладов 9-ой Всероссийской научно-технической конференции. Томск: Изд-во ТПУ, 2003. Т.1. с.143−146.
- Sivkov A.A., Gerasimov D.U., Tsibina A.S. Electrical Erosion of theiL
- Magnetoplasma Accelerator Channel //13 International Symposium on High Current Electronics. Proceedings Edited by В. Kovalchuk and G. Remnev. Institute of HCE Tomsk, Russia, 25−29 July 2004. p.417−420.
- Герасимов Д.Ю., Цыбина A.C., Великосельский B.C. Электрическая эрозия поверхности ускорительного канала коаксиального магнитоплазменного ускорителя // Там же с. 25−27.
- Герасимов Д.Ю., Цыбина A.C., Шарипов P.P. Влияние внешнего магнитного поля соленоида магнитоплазменного ускорителя на электроэрозионный износ ускорительного канала. Там же с. 19−21.
- Герасимов Д.Ю., Сайгаш A.C., Шарипов P.P., Привезенцев С. И. Влияние короткозамкнутого фланца соленоида коаксиального магнитоплазменного ускорителя на электроэрозионный износ поверхности ускорительного канала Там же, с. 29−33
- Сайгаш A.C., Шарипов P.P., Привезенцев С. И. Электрическая эрозия титанового ствола коаксиального магнитоплазменного ускорителя. Там же. С. 197−199
- Д.Ю. Герасимов, А. А. Сивков, А. С. Сайгаш, P.P. Шарипов, С. И. Привезенцев. Электроэрозионный износ поверхности ускорительногоsканала в гибридном коаксиальном магнитоплазменном ускорителе // Там же с.97−102.
- A.S. Saigash, А.А. Sivkov, D.Yu. Gerasimov R.R. Sharipov, S.I. Privezentsev Influence of screening on electrical erosion of the channel surface coaxial magnetoplasma accelerator//H3B. вузов. Физика.- 2006.-№ll. Приложение. -С.301−304
- Сайгаш А.С., Сивков А. А., Герасимов Д. Ю., Шарипов Р.Р, Привезенцев С. И. Влияние внешнего магнитного поля на электроэрозионный износ поверхности ускорительного канала коаксиального магнитоплазменного ускорителя // Электротехника 2006 г, № 12, с.32−37.
- Герасимов Д.Ю., Сайгаш А. С., Сивков А. А. Электроэрозионный износ канала коаксиального магнитоплазменного ускорителя/ Том. политехи, ун-т.- Томск, 2007.-104с.: ил.- Библиогр.:75назв. Рус. — Деп. в ВИНИТИ 29.01.07, № 79-В2007 (УДК 533. 95).
- Патент на полезную модель № 61 856 РФ. 7F41B 6/00. Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель / Герасимов Д. Ю., Сайгаш А.С.- Сивков А. А. Заявка № 2 006 116 407. Приор. 12.05.2006. Опубликовано. 10.03.2007.
- Герасимов Д.Ю., Сайгаш. A.C. Оптимизация длины ускорительного канала КМПУ. Там же, с. 29−30.
- Сайгаш. A.C., Калдашев Б. К., Касмалиев H.A. Выравнивание электроэрозионного износа ускорительного канала КМПУ. Там же, Т.2. с. 98−99.
- Лукьянов Г. А. Сверхзвуковые струи плазмы. Л.: Машиностроение, 1985.-264 с.
- Пирумов У.Г., Росляков Г. С. Газовая динамика сопел. М.: Наука, 1990. -368 с.
- Блинков И.В., Манухин A.B. Нанодисперсные и гранулированные материалы, полученные в импульсной плазме. М.: МИСИС, 2005.
- Пат. 2 243 474 РФ. 7F41B 6/00. Коаксиальный ускоритель / Д. Ю. Герасимов, A.A. Сивков. Приор. 31.07.2003. Опубликовано 27.12.2004.
- Шарипов P.P., Привезенцев С. И., Сайгаш A.C. Динамический синтез нанодисперсных сверхтвердых материалов в гиперзвуковой струе электроразрядной плазмы. Научно-техническое творчество студентов ВУЗов.
- Материалы Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «Эврика-2006», с. 134−136.
- A.A. Сивков, А. П. Ильин, A.C. Сайгаш, Д. Ю. Герасимов, P.P. Шарипов, СИ. Привезенцев. О возможности динамического синтеза нанодисперсных и сверхтвердых материалов в гиперзвуковой плазменной струе.// Нанотехника 2006 — № 4(8), с. 106−112.
- А.С. Сайгаш, А. А. Сивков. Получение нанодисперсного нитрида титана в высокоскоростной импульсной струе электроэрозионной плазмы.// Нанотехника 2008 — № 2(14), с. 62−66.
- А.А. Сивков, А. С. Сайгаш, А. Я. Пак, А. А. Евдокимов. Прямое получение нанодисперсных порошков- и композиций в гиперскоростной струе электроразрядной плазмы// Нанотехника 2009 — № 2(18), с. 38−44
- A.S. Saigash, А.А. Sivkov, D.Yu. Gerasimov, R.R. Sharipov, S.I. Privezentsev Dynamic synthesis of superhardness materials in hypersonic jet of electrodischarge plasma // Изв. вузов. Физика.- 2006.- № 11. Приложение.С. 473−475.
- Ударно-волновые явления в конденсированных средах/Г.И. Канель и др. -М. :Янус-К, 1996.-408 с.
- Горелик С.С. Рентгенографический и электроннооптический анализ: Практическое руководство с приложением отдельной книгой. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1970. — 368 с.
- Горелик С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ: учебное пособие / 4-е изд., пер. и доп. — М.: МИСиС, 2002. — 358 с.
- Нахмансон М.С. Диагностика состава материалов рентгенодифракцион-ными и спектральными методами / Л.: Машиностроение, 1990. — 358 с.
- Липсон, Г. Интерпретация порошковых рентгенограмм: пер. с англ. Под ред. Н. В. Белова.-М.: Мир, 1972. — 384 с
- Томас Гарет. Просвечивающая электронная микроскопия материалов: пер. с англ. / Г. Томас, М. Дж. Гориндж. — М.: Наука, 1983. 320 с.
- Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ: в 2-х книгах: пер. с англ. / Дж. Гоулдстейн и др.- под ред. В. И. Петрова. -М.: Мир, 1984.
- Степанян Е. В. Агломерированность и деагломерация в суспензиях электровзрывных нано-порошков металлов. Т.2. Отв. ред. A.C. Заворин. 2002. С. 92−94.
- Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии/А.И. Гусев. М.: Физматлит, 2005. — 411 с.
- Sivkov A.A., Gerasimov D.U., Tsibina A.S. Copper coating of aluminium contact surfaces using magneto-plasma accelerator // Proceedings the 8th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology. «KORUS-2004».c.
- Russia, Tomsk, 26June 3July, 2004. — p.295−298.
- Sivkov A.A., Gerasimov D.U., Tsibina A.S. Obtaining of the aluminium alloy surface by high velocity flux of electro discharge plasma // Там же p.298−300.
- Sivkov A.A., Gerasimov D.U., Tsibina A.S., Abramochkin V.N. Copper Coating of Aluminium Contact Surfaces Using Magneto-plasma Accelerator // Там же p.457−459.
- Sivkov A.A., Gerasimov D.U., Tsibina A.S. Processing of Duralumin Surface by a High-Speed jet of Electric-Discharge Plasma // Там же p.460−461.
- Sivkov A.A., Gerasimov D.U., Tsibina A.S., Lopatin V.V. Processing of a surface from an aluminium alloy a high-velocity stream of electrodigit plasma // European Pulsed Power Symposium. Hamburg-Germany DESY 20−23 September, 2004. p.80−81.
- Сивков A.A., Герасимов Д. Ю., Цыбина A.C. Повышение динамической стойкости пластин из алюминиевого сплава за счет композиционного покрытия TiC+Ti, нанесенного с помощью магнитоплазменного ускорителя // Там же с. 134−137.
- Сивков A.A., Герасимов Д. Ю., Цыбина A.C. Нанесение покрытий состава нержавеющей стали на поверхность изделий из алюминиевого сплава с помощью магнитоплазменного ускорителя // Там же с. 161−164.
- Sivkov A.A., Gerasimov D.Y., Tsibina A.S. Electroerosive production ofcoating material in a coaxial magnetoplasma accelerator. «KORUS-2005»:th ' Proceedings the 9 Russian-Korean International Symposium on Science and
- Technology. Russia, Novosibirsk, 26June 2July, 2005. — p.389−392. .
- Герасимов Д.Ю., Цыбина A.C., Сивков A.A. Использование коаксиального магнитоплазменного ускорителя для нанесения медного покрытия на алюминиевую поверхность/Шриборы. 2005 г., № 6, с.33−40.
- Сивков A.A., Герасимов Д. Ю., Цыбина A.C. Электроэрозионнаянаработка материала в коаксиальном магнитоплазменном ускорителе для нанесения покрытий // «Электротехника», № 6, 2005 г., с.25−33.
- Цыбина А.С., Герасимов Д. Ю. Нанесение упрочняющих покрытий состава TiC+Ti, на поверхность пластин из алюминиевого сплава с помощью коаксиального магнитоплазменного ускорителя // Там же с.107—108.
- Сайгаш А.С., Герасимов Д. Ю., Сивков А. А. Нанесение функциональных покрытий на металлические поверхности с помощью гибридного коаксиального магнитоплазменного ускорителя // «Известия ТПУ» № 7, Том 308, 2005 г., с.43−48.
- Сайгаш А.С., Герасимов Д. Ю., Шарипов P.P., Привезенцев С. И. Использование коаксиального магнитоплазменного ускорителя для нанесения сверхтвердых функциональных покрытий на металлические поверхности Там же, с. 29−33
- Сайгаш А.С., Шарипов P.P., Привезенцев С. И. Нанесение сверхтвердых покрытий на основе титана на стальные и алюминиевые поверхности. Там же. С. 199−201
- A. A. Sivkov, D. Yu. Gerasimov, and A. S. Tsybina. Electroerosive production of coating material in a coaxial magnetic-plasma accelerator // Russian Electrical Engineering, Vol.76, № 06, 2005, p.27−36.
- A.S. Saigash, A.A. Sivkov, D.Yu. Gerasimov, R.R. Sharipov, S.I.// Изв. вузов. Физика.- 2006.- № 11. Приложение.С.301−304.
- ЮО.Колмаков А. Г. Методы измерения твердости: Справочное издание / А. Г. Колмаков, В. Ф. Терентьев, М. Б. Бакиров. М.: Интермет Инжиниринг, 2000.- 125 с.
- Таблицы физических величин: справочник / Под ред. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1006 с.
- Анализ поверхности методами оже-и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии: пер. с англ. / Под ред. Д. Бриггса, М. П. Сиха. М.: Мир, 1987. —598 с.
- Карлсон, Томас А. Фотоэлектронная и Оже-спектроскопия: пер. с англ. / Т. Карлсон. JL: Машиностроение, 1981. — 431 с.: ил. — Библиогр.: с. 391 421. — Предметный указатель: с. 422−426.
- Сенькин E.H. и др. Основы теории и практики фрезеровании материалов / E.H. Сенькин, В. Ф. Истомин, С.А. Журавлев- под ред. А. И. Федотова.-Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. — 103 с.
- Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов: пер. с англ./под ред. М. А. Майерса, Л. Е. Мурра. М.: Металлургия, 1984- 512с.
- Роман О.В., Андилевко С. К., Карпенко С. С., Романов Г. С., Шилкин В. А. Эффект сверхглубокого проникания. Современное состояние и перспективы // ИФЖ. 2002. Т. 75. № 4. С. 187−197.
- Сивков А. А., Ильин А. П., Громов А. М., Бычин Н. В. Сверхглубокое проникание вещества высокоскоростного плазменного потока в металлическую преграду // Физика и химия обработки материалов. 2003. № 1. — С. 42−48.
- ПО.Брандон, Д. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля: пер. с англ./Д. Брандон, У. Каплан М.: Техносфера, 2006- 377с.
- Борисов Ю. С. Плазменные порошковые покрытия / Ю. С. Борисов, А. Л. Борисова. Киев: Техшка, 1986. — 223 с.
- Справочник физических величин / А. В. Бологов, И. В. Кожухов, В. А. Никитин, С. И. Репьев, Г. А. Рябинин- Институт экологии полярных стран- Под ред. Г. А. Рябинина. СПб.: Лениздат: Союз, 2001. — 160 с.
- Справочник машиностроителя: В 6 т. Т. 6 / Под ред. Н. С. Ачеркана. — 3-е изд., испр. и доп. М.: Машгиз. — 1964. — 540 с.
- Волнообразование при косых соударениях: Сборник статей./ Сибирское отделение РАН- Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева. -Новосибирск: Изд-во института дискретной математики и информатики, 2000. —221 с.