Исследование и разработка технологии получения высокопористых ячеистых материалов на основе никеля и железа

В последние десятилетия бурное развитие получили высокопористые ячеистые материалы (ВПЯМ), которые используют в самых разнообразных целях: фильтрации газов, жидкостей и расплавов металловдемпфирование механических нагрузок, особенно импульсных, в автомобилях, кораблях, различного вида оборудованиикаркасах электродов, наполненных активной массойкатализаторах в различных физико-химических процессахпоглощении и экранировании электромагнитных волн, огня, звука, а также шумаизготовлении различных легких и сверхлегких конструкционных элементов, которые могут быть термои теплостойкими.

Разработка химических источников тока (ХИТ) со стабильными и высокими удельными характеристиками является одним из важнейших направлений, обеспечивающих развитие объектов военного и гражданского назначения с автономным электропитанием. В последние годы значительно повысились требования к энергоемкости, сохраняемости, надежности, сроку службы и диапазону рабочих температур ХИТ. Каркасы электродов для ХИТ из ВПЯМ могут содержать активную массу до 95% объемных, обеспечивая удельную емкость до 500 А/м.

Специфичные свойства ВГХЯМ и их функциональные возможности в значительной мере определяются особенностями структурной организации таких материалов. Комплексное сочетание разнообразных требований к заготовкам для изготовления электродов аккумуляторовповышенная ячеистая пористость, обеспечивающая размещение в электроде большого количества активной массыпрочность и коррозионная стойкость электродов, остающиеся стабильными при повышенных температурах, давлениях и воздействии коррозионных средвысокая электропроводность материала электродов возможна только при осуществлении современных технологий изготовления электродов.

Необходимость применения в существующих технологиях ВПЯМ полимерных основ-каркасов создает проблемы технологического плана, среди которых можно выделить необходимость специальной обработки полимеров щелочными растворами для облегчения их удаления при нагреве, что существенно осложняет крупнотоннажное производство.

Применение классической технологии порошковой металлургии при получении ВПЯМ позволяет существенно удешевить производственный процесс при сохранении и улучшении их свойств.

Выводы по главе 5.

1. ВПЯМ, полученные по предлагаемым технологиям смешивания исходных компонентов и спекания прессовок, имеют по сравнению с известными более совершенную структурную организацию, более прочные металлические связи между контактирующими частицами металлического порошка, пониженную дефектность металлической фазы и отличаются повышенными электропроводностью и проницаемостью.

2. Диаграммы деформирования ВПЯМ при испытании их на квазистатический изгиб и фрактографические исследования позволяет судить о закономерностях деформирования и начальном этапе разрушения разработанных материалов.

3. Условный модуль упругости ВПЯМ определен на ультразвуковом измерителе при пропускании через образец импульсов ультразвука с учетом реального пути, пройденного этими импульсамиотношение определенного таким образом модуля упругости к модулю упругости соответствующего компактного материала характеризует совершенство сформированных межатомных связей в межчастичных зонах.

4. Показано, что характеристики прочности получаемых ВПЯМ существенно зависят от качества смешивания исходных компонентов и условий спекания прессовок. Использование при смешивании исходных компонентов добавок олеиновой кислоты и полиэтиленгликоля, а также осуществление предложенного двухэтапного спекания при температурах выше и ниже температуры плавления порообразователя позволяет повысить характеристики прочности разработанных ВПЯМ в (1,2−1,8) раза по сравнению с образцами, полученными по другим известным технологиям.