Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni

В роботі вивчалися можливості одержання металевих пін із матеріялів з пам’яттю форми. Як модельний матеріял, було обрано стоп на основі Cu—Al—Ni, що зазнає мартенситного перетворення. Металеві піни одержували шляхом видалення «знімних» частинок зі спресованої суміші металевого порошку складу Cu—27,6...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Дата:	2011
Автори:	Монастирський, Г.Є., Сірий, Д.О., Гільчук, А.В., Коломицев, В.І., Коваль, Ю.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2011
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75199
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni / Г.Є. Монастирський, Д.О. Сірий, А.В. Гільчук, В.І. Коломицев, Ю.М. Коваль // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 4. — С. 979-989. — Бібліогр.: 29 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860118116603789312
author	Монастирський, Г.Є. Сірий, Д.О. Гільчук, А.В. Коломицев, В.І. Коваль, Ю.М.
author_facet	Монастирський, Г.Є. Сірий, Д.О. Гільчук, А.В. Коломицев, В.І. Коваль, Ю.М.
citation_txt	Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni / Г.Є. Монастирський, Д.О. Сірий, А.В. Гільчук, В.І. Коломицев, Ю.М. Коваль // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 4. — С. 979-989. — Бібліогр.: 29 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
description	В роботі вивчалися можливості одержання металевих пін із матеріялів з пам’яттю форми. Як модельний матеріял, було обрано стоп на основі Cu—Al—Ni, що зазнає мартенситного перетворення. Металеві піни одержували шляхом видалення «знімних» частинок зі спресованої суміші металевого порошку складу Cu—27,6Al—3,6Ni—0,5Ti—0,25Cr ат.% та карбаміду. Розміри сферичних частинок порошку були 1—50 мкм, розміри «знімних» частинок карбаміду (кульок) – приблизно 1 мм. Карбамід видалявся або шляхом термічного розкладу при температурах 150—450°С, або розчиненням і подальшим вимиванням водою. Одержані зразки були закритої або відкритої пористости, залежно від методи ліквідації «знімних» частинок. Деякі зразки відпалювалися при температурах 750—1065°С з метою утворення механічних зв’язків між порошинками. У результаті були одержані зразки металевих пін циліндричної форми, які аналізувалися методами сканівної електронної та оптичної мікроскопії. In a given work, the possibility of obtaining metallic foams of the shapememory materials is studied. Cu—Al—Ni-based alloy experiencing the martensitic transformation is chosen as a model material. Metallic foam is prepared by removing ‘swap’ of particles from the compacted mixture of metallic-powder composition Cu—27.6Al—3.6Ni—0.5Ti—0.25Cr at.% and urea. Sizes of spherical powder particles are of 1—50 microns, the size of the swap particles of urea (balls) is about 1 mm. Urea is removed either by thermal decomposition at 150—450°C, or the dissolution and subsequent leaching with water. The samples obtained are of the closed or open porosity, depending on the method of eliminating the ‘swap’ of particles. Some samples are annealed at the temperature of 750—1065°C to form a mechanical bond between the particles. As a result, samples of metallic foams of cylindrical shape are analysed by the scanning electron and optical microscopies. В работе изучались возможности получения металлических пен из материалов с памятью формы. Как модельный материал, был выбран сплав на основе Cu—Al—Ni, испытывающий мартенситное превращение. Металлические пены получались путём удаления «съёмных» частиц из спрессованной смеси металлического порошка состава Cu—27,6Al—3,6Ni—0,5Ti—0,25Cr ат.% и карбамида. Размеры сферических частиц порошка были 1—50 мкм, размеры «съёмных» частиц карбамида (шариков) – примерно 1 мм. Карбамид удалялся или путём термического разложения при температуре 150—450°С, или растворением и последующим вымыванием водой. Полученные образцы были закрытой или открытой пористости в зависимости от метода ликвидации «съёмных» частиц. Некоторые образцы отжигались при температуре 750—1065°С с целью образования механических связей между пылинками. В результате были получены образцы металлических пен цилиндрической формы, которые анализировались методами сканирующей электронной и оптической микроскопии.
first_indexed	2025-12-07T17:37:27Z
format	Article
fulltext	979 PACS numbers:61.43.Gt, 61.72.Qq,62.20.fg,81.05.Rm,81.07.Wx,81.20.Ev, 82.70.Rr Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni Г. Є. Монастирський, Д. О. Сірий , А. В. Гільчук , В. І. Коломицев, Ю. М. Коваль Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Акад. Вернадського, 36, 03680, МСП, Київ-142, Україна *Національний технічний університет України «КПІ», просп. Перемоги, 37, 03506 Київ, Україна В роботі вивчалися можливості одержання металевих пін із матеріялів з пам’яттю форми. Як модельний матеріял, було обрано стоп на основі Cu— Al—Ni, що зазнає мартенситного перетворення. Металеві піни одержували шляхом видалення «знімних» частинок зі спресованої суміші металевого порошку складу Cu—27,6Al—3,6Ni—0,5Ti—0,25Cr ат.% та карбаміду. Роз- міри сферичних частинок порошку були 1—50 мкм, розміри «знімних» частинок карбаміду (кульок) – приблизно 1 мм. Карбамід видалявся або шляхом термічного розкладу при температурах 150—450°С, або розчи- ненням і подальшим вимиванням водою. Одержані зразки були закритої або відкритої пористости, залежно від методи ліквідації «знімних» час- тинок. Деякі зразки відпалювалися при температурах 750—1065°С з ме- тою утворення механічних зв’язків між порошинками. У результаті були одержані зразки металевих пін циліндричної форми, які аналізувалися методами сканівної електронної та оптичної мікроскопії. In a given work, the possibility of obtaining metallic foams of the shape- memory materials is studied. Cu—Al—Ni-based alloy experiencing the mar- tensitic transformation is chosen as a model material. Metallic foam is pre- pared by removing ‘swap’ of particles from the compacted mixture of metal- lic-powder composition Cu—27.6Al—3.6Ni—0.5Ti—0.25Cr at.% and urea. Siz- es of spherical powder particles are of 1—50 microns, the size of the swap par- ticles of urea (balls) is about 1 mm. Urea is removed either by thermal decom- position at 150—450°C, or the dissolution and subsequent leaching with wa- ter. The samples obtained are of the closed or open porosity, depending on the method of eliminating the ‘swap’ of particles. Some samples are annealed at the temperature of 750—1065°C to form a mechanical bond between the parti- cles. As a result, samples of metallic foams of cylindrical shape are analysed Наносистеми, наноматеріяли, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2011, т. 9, № 4, сс. 979—989 © 2011 ІМФ (Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України) Надруковано в Україні. Фотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 980 Г. Є. МОНАСТИРСЬКИЙ, Д. О. СІРИЙ, А. В. ГІЛЬЧУК та ін. by the scanning electron and optical microscopies. В работе изучались возможности получения металлических пен из мате- риалов с памятью формы. Как модельный материал, был выбран сплав на основе Cu—Al—Ni, испытывающий мартенситное превращение. Металли- ческие пены получались путём удаления «съёмных» частиц из спрессо- ванной смеси металлического порошка состава Cu—27,6Al—3,6Ni—0,5Ti— 0,25Cr ат.% и карбамида. Размеры сферических частиц порошка были 1— 50 мкм, размеры «съёмных» частиц карбамида (шариков) – примерно 1 мм. Карбамид удалялся или путём термического разложения при темпе- ратуре 150—450°С, или растворением и последующим вымыванием водой. Полученные образцы были закрытой или открытой пористости в зависи- мости от метода ликвидации «съёмных» частиц. Некоторые образцы от- жигались при температуре 750—1065°С с целью образования механиче- ских связей между пылинками. В результате были получены образцы ме- таллических пен цилиндрической формы, которые анализировались ме- тодами сканирующей электронной и оптической микроскопии. Ключові слова: металічна піна, матеріяли з пам’яттю форми, порис- тість, відкриті та закриті пори. (Отримано 3 грудня 2010 р.) 1. ВСТУП Металічна піна – метал або стоп який має коміркоподібну струк- туру з низькою густиною, що мають високі питому цупкість та шу- мовбирання, а також низьку теплопровідність [7]. На даний момент існує декілька основних метод одержання металевих пін, які умов- но можна розділити на два типи, що пояснюється відмінностями в підходах: метода одержання за допомогою пінотвірних устав [3, 5] (інжекція газових сумішей) та метода одержання за допомогою так званих «знімних» конструкцій [6—12] («знімних» частинок). Основою методи одержання за допомогою пінотвірних устав є про- пускання потоку газу через рідкий метал, з наступним його засти- ганням. Потік газу подається в розтоп металу під деяким тиском, що спричиняє піноутворення. Легка піноподібна суміш піднімається і неперервно відводиться з резервуара, надалі охолоджується до за- твердіння. Пористість піни реґулюється безпосередньо кількістю га- зу, що подається [3, 5]. Дана методика дозволяє одержувати пінопо- дібні зразки з пористістю до 90%, реґульованою дисперсією пор та ступенем однорідности. Зазвичай дана методика застосовується для стопів та металів з невисокою температурою топлення (алюміній). Більш універсальною є методика з використанням пінотвірних конструкцій, а також так званих «знімних» частинок, тобто порот- вірних аґентів. В ролі останніх, зазвичай, використовують хемічні сполуки, які при відносно низьких температурах розкладаються на ВИГОТОВЛЕННЯ МЕТОДАМИ ПОРОШКОВОЇ МЕТАЛУРГІЇ ПІН ЗІ СТОПІВ Сu—Al—Ni 981 леткі продукти, або є розчинними [6—12]. Метода з використанням «знімних» частинок поки що не здобула промислового значення і використовується для лабораторних масштабів. Потенційно дана методика має перспективи широкого використання за рахунок сво- єї універсальности. Вона дозволяє одержувати піни не тільки з чис- тих металів, а й стопів і не має обмежень на температуру топлення, отже дозволяє уникнути роботи з рідкими розтопами. На сьогодні найбільшого розповсюдження одержали алюмінійові [9], залізні [3] та ніклеві [4] піни. Як приклади пін на основі стопів можна згадати жаротривкі суперстопи Ni—Al, Ni—Cr—Al [1], Cu—Al— Zn [11], стоп з пам’яттю форми Ti—Ni [2] та деякі інші. Привабли- вою перспективою є піна виготовлена на основі стопу з ефектом пам’яті форми. Ефект пам’яті форми найбільш ефективно виявля- ється саме при деформації матеріялів на згин. Тому в піноподібних структурах типу металевої губки можна очікувати цікавих вияв- лень цього ефекту. Фактично піни це є структури з великою кількі- стю перегородок, які при деформації піни змінюють свою форму, а саме згинаються [3, 4]. Високопористі піноподібні матеріяли з найбільш поширеного стопу з пам’яттю форми Ti—Ni вже одержували методою самопоши- рної синтези [22—27], спіканням суміші Ni та TiH2 в присутності ві- дновника СаН2 [28, 29] та спіканням сумішей порошку Ti—Ni з со- лями NaCl, NaF з одночасним термічним розкладанням останніх [9, 10]. Cпікання елементних порошків методою самопоширної синтези супроводжується виділенням додаткових фаз, що погіршують ефект пам’яті форми, – Ni3Ti, Ni4Ti3, Ti2Ni [25, 27]. Для всіх метод є хара- ктерним те, що розміри, кількість та архітектура пор є важко конт- рольованими. Натомість використання методи «знімних» частинок сферичної форми і контрольованого розміру (наприклад карбаміду), що можуть бути легко видалені при відносно низьких температурах відпалу або розчиненням, вбачається як більш перспективне. В ролі модельного матеріялу з пам’яттю форми було обрано по- рошок Cu—Al—Ni. Властивості цього матеріялу добре вивчені. Стоп є стійким до окиснення в доволі широкому діяпазоні температур, тому немає необхідности у використанні надчистих інертних газів чи вакууму для виконання як високотемпературного, так і низько- температурного відпалу. Метою дослідження було вивчити можли- вості методики одержання пін з порошку Cu—Al—Ni та карбаміду в ролі пінотвірного аґента. 2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕТОДИКА Порошки стопів Cu—27,6Al—3,6Ni—0,5Ti—0,25Cr ат.% було вигото- влено методою електроіскряної ерозії, детально описаною в [13— 19]. Морфологія порошків є типовою для всіх металевих порошків, 982 одержан 19]. Пор до 100 м тинок ро Метод гляді на чної піни талічног вномірно ком, що мних» ч Найчаст тинок: в метою р певної те зклад ос рами, щ днє спік утворенн Дослід 50% та 7 більш щ тинками компоне рис. 2. К 800 МПа піддавал Перш відпал з нагріван Рис. 1. П Г. Є. МОНА них електр рошки скла мкм, часто озмірами 5 дику одерж рис. 2. Чо и методою го порошку ого розпод залежить частинок з тіше викор витримуван озчинення емператур станніх, до о не пройш кання «зел ня зв’язків ди виконув 75%. Вибір ільному па и в кубі), а т ент тривало Кожна порц а. Одержан лися двом с ий спосіб з метою ро нні наведен Порошок Cu АСТИРСЬКИЙ роіскряною адаються з о-густо обл 50 нм і менш жання мета отири осно порошков у зі «знімн ділу останн від обрано метою ут ристовують ння компа я «знімних и (3.1 на р о утворенн шов високо еного» ком в між порош вались для р об’ємних акуванню ( також менш о 20 хв. Рез ція суміші ні зразки ро пособам ви (3.1 на ри озпаду кар на в табл. 1 —Al—Ni, оде Й, Д. О. СІРИЙ ю методою з округлих ліплених а ше (рис. 1) алічних пі овних етапи вої металур ними» част ніх; 2 – ко ого вмісту творення п ь два спосо акта у водн х» частино рис. 2), так ня «зеленог отемперату мпакта за шинками. об’ємних к концентра (74% об’єм ше і більш зультат змі компактув озмірами ∅ идалення « ис. 2) перед рбаміду. Сх 1. Для запо ержаний ме Й, А. В. ГІЛЬ ю в кріоген х частинок ґльомерат ). ін подано в и процесу ргії такі: 1 тинками дл омпактуван суміші; 3 пустого про оби ліквіда ному розчи ок в ньому кої, при як го» компа урний відп високих т концентрац ацій карбам му зайнятог е, ніж щіль ішування п валася в пр ∅8 мм і вис знімних» ч дбачав низ хема розп обігання б етодою елек ЬЧУК та ін. нних рідин к розмірам ами з дріб в схематич одержання – змішув ля забезпеч ння суміш – ліквіда остору на ації «знімн ині (3.2 на р у або нагрі кій відбува кта – зра пал. 4 – бе емператур цій карбам міду відпов го сферичн ьному. Змі подано на в рес-формі п отою 4—8 м частинок. зькотемпер аду карбам урхливому ктроіскряно нах [16— ми від 0,1 бних час- чному ви- я металі- вання ме- чення рі- ші під тис- ація «зні- їх місці. них» час- рис. 2), з івання до ається ро- азка з по- езпосере- р з метою міду 25%, відає най- ними час- ішування вставці до при тиску мм надалі ратурний міду при у розкла- ої ерозії. ВИГОТОВЛ ду карба проілюст Інші т рне піно рідкий к зразку у «знімни рбаміду вання ви що утвор Други вання уп температ ням темп шому ета У вип нувався деними в Рис. 2. Сх міш поро гом 20 хв ЛЕННЯ МЕТО аміду було трований н типи викон оутворення карбамід з утворювали х» частино відбувався итрат газу рювалися б ий спосіб в продовж 2 тури 20°С. ператури в апі було ви падку, коли високотем в табл. 2. хема процес ошку Cu—Al .; нижче нав ОДАМИ ПОРО вибрано д на вставці д нання низь я за рахуно змочував п ися пори р ок. За опти я плавно, з підвищен були розмі видалення діб. В ролі Хоча розч води від 51 ирішено обм и вдавалос мпературни су формуван l—Ni з части ведено граф ОШКОВОЇ МЕТ двостадійни до рис. 2. ькотемпера ок повільн порошок. розміром имального про що св нням темп ірами з кул «знімних» розчинник чинність к ,8 г при 20 межитися ся одержат ий відпал ння металіч инками карб фік режиму н ТАЛУРГІЇ ПІН ий режим атурного е ого нагріва Після роз на порядо режиму п відчив при ператури. В льки карба » частинок ка викорис арбаміду з 0°C до 71,7 кімнатною ти «зелени за різними чної піни. Н баміду післ низькотемп Н ЗІ СТОПІВ Сu нагрівання тапу давал ання, під ч кладу кар к менші з процес розк истрій для В такому р аміду. к передбач стовувалас зростає з пі г при 60°C ю температ ий» компак и режимам На верхній в я змішуван ературного u—Al—Ni 983 я зразка, ли надмі- час якого рбаміду в за розмір кладу ка- вимірю- разі пори, чав вими- ся вода за ідвищен- C, на пер- турою. кт, вико- ми, наве- вставці су- ння протя- спікання. Т А Б Л И Ц Я 1 . С х е м а р о з п а д у к а р б а м ід у п р и н а г р ів а н н і. Р ів н а н н я Т е м п е р а т у р а , °С А ґ р е ґ а т н и й с т а н п р о д у к т ів ∈ − ° ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ ↑ 1 5 0 1 7 0 C 2 2 2 2 3 2 C O (N H ) (H N C O ) N H + N H t 1 5 0 — 1 7 0 б іу р е т -к р и с т а л и , а м ія к л е т к и й − 2 3 N H − C O − N H − C O ∈ − ° ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ + ↑ 1 8 0 2 0 0 C 2 3 3 3 3 3 N H C N O H 3 N H t 1 8 0 — 2 0 0 ц ія н у р о в а к и с л о т а р ід к а , а м ія к л е т к и й 3 6 0 C 3 3 3 3 C N O H 3 H N C O t≥ ° ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ → ↑ > 3 6 0 ц ія н о в а к и с л о т а л е т к а Т А Б Л И Ц Я 2 . Р е ж и м и в и с о к о т е м п е р а т у р н о г о в ід п а л у . Р е ж и м и Т е м п е р а т у р а , °С Т р и в а л іс т ь , х в . А т м о с ф е р а В ід н о в н и к В Т -9 7 8 -В 9 7 8 1 5 0 В а к у у м 1 0 − 5 Т о р р . – В Т -9 7 8 -Н 9 7 8 1 5 0 В а м п у л і ≅ 1 0 − 5 Т о р р . C a H 2 В Т -7 5 0 -Н 7 5 0 1 8 0 В а м п у л і ≅ 1 0 − 5 Т о р р . T iH 2 В Т -1 0 6 5 -В 1 0 6 5 1 0 В а к у у м 1 0 − 5 Т о р р . – 984 Г. Є. МОНАСТИРСЬКИЙ, Д. О. СІРИЙ, А. В. ГІЛЬЧУК та ін. ВИГОТОВЛ 3. РЕЗУ Методик частинок об’ємною ма для н 2. При ц відбувал температ ти остан го карба барвленн або аґрес рбаміду. етап на «знімни Метод ржати зр Такий пі об’ємною щину пе щену кр різними мають ст Натоміст – із закр Оскіль Рис. 3. З турного в ЛЕННЯ МЕТО ЛЬТАТИ Т ка низькот к дозволил ю частиною низькотемп цьому зі зб лося намоч турному ді нього та по аміду. В ре ня, що мож сивним сер . Тому бу еквівалент х» частино дика вимив разки «зел ідхід дозво ю частиною ерегородок рихкість. З методами труктуру б ть ті, що о ритими по ьки зразки а разки «зеле відпалу, б – ОДАМИ ПОРО ТА ОБГОВ температур ла одержа ю карбамід пературног більшення чування по іяпазоні 1 орівняно н езультаті в жливо пов редовищем ло виріше тний, в ро ок розчинн вання «зні леної» піни олив одерж ю карбамід к між порам З порівнян , видно, щ близьку до держані ш рами. и після низ еної» піни, – вимиванн ОШКОВОЇ МЕТ ВОРЕННЯ рного відпа ати зразки ду 50% (ри го спіканн м об’ємної орошку Cu— 50—180°C, невисокою відпалу по в’язано з й м, яке утво ено заміни олі якого б ником. імних» час и, але забар жати цілісн ду до 75% ми зразки ння зразків що зразки, о о структур шляхом тер зькотемпер , одержаної ня. ТАЛУРГІЇ ПІН алу для лік и «зеленої» ис. 3, а). О я наведена ї частини —Al—Ni в р за рахуно динамічно рошок втр його взаємо орюється п ити цей е було викор стинок так рвлення зр ну пористу і вище. Ч «зеленої» в «зеленої одержані ш и піни з ві рмічного ро ратурного в ї методою: Н ЗІ СТОПІВ Сu квідації «з » піни зі з Оптимальна а на вставц карбаміду рідкому кар ок великої ою в’язкіст рачає почат одією з кар ід час розк ксперимен ристано ви кож дозвол разка не зм структуру Через незна піни мают » піни, од шляхом ви ідкритими озкладу ка відпалу бу б а – низько u—Al—Ni 985 знімних» зразків з а програ- ці до рис. у до 75%, арбаміді в кількос- тю рідко- аткове за- рбамідом кладу ка- нтальний имивання лила оде- мінилося. у зразка з ачну тов- ть підви- держаних имивання и порами. арбаміду, ули більш отемпера- 986 механічн відпалу виконув зразок м ково спе кий резу компакт льки еле щення є Для за конано в псулах р знаходит може зап вувався ри 600°C лювати п газоподі на споді грамою В ний за пр В друг кладаєть тур 420— оскільки менших нення, щ Рис. 4. Д програмо Г. Є. МОНА но стійким випробува ався у вак металічної еклися, так ультат є на тування аб ектричний цілком йм апобігання високотемп разом з від тись тільк побігти ок порошок C C він розкл порошок п ібному і рід ватися на ВТ-978-Н д рограмою В гому експе ься з виділ —640°С [20 и виділенн температу що є більш Досліджуван ою ВТ-978-В АСТИРСЬКИЙ ми, було ви ати саме на куумній пе піни (рис. к і області аслідком а бо окиснен й опір зразк мовірним. я окисненн пературні дновникам ки обмежен исненню з CaH2 або T ладається з піни від ок дкому стан його участ дало резул ВТ-978-В. ерименті в ленням вод 0]. Темпера ня водню п урах. Це д ймовірним ний зразок В. Й, Д. О. СІРИЙ ирішено ре а них. Висо ечі за прогр 4), в яком з неспечен або малого ння поверх ка був пор ню поверхн відпали у ми. Оскільк на кількіс зразка. В я TiH2. При н з виділення киснів. Крі ні надзвич ть, як вбир льтат анало ампулу бу дню при на атуру відп при розкла дозволяє у м при біль к після вис Й, А. В. ГІЛЬ ежими висо окотемпера рамою ВТ- му були обл ним порош тиску, пр хні частин ядку 30 кО ні частинок вакуумова ки в замкн сть кисню, якості відн нагріві СаН ям водню, ім того, ак чайно висок рача кисню огічний том ув закладен агріванні в палу було аданні ТіН уникнути і ш високих сокотемпера ЬЧУК та ін. окотемпер атурний ві -978-В (таб ласті як ті, шком Cu—A икладеног ок порошк Ом, останн к порошку аних кварц неному об’є вважалос новника ви Н2 вище те який мож тивність к ка [20]. От ю. Спіканн му, що був ний ТіН2, я інтервалі вирішено Н2 починає інтенсивно х температ атурного ві ратурного ідпал, що бл. 2) дав що част- Al—Ni. Та- го під час ку. Оскі- нє припу- у було ви- цових ка- ємі може сь, що це икористо- емперату- же віднов- кальцію в тже мож- ня за про- в одержа- який роз- темпера- знизити, ється при ого окис- турах від- ідпалу за ВИГОТОВЛЕННЯ МЕТОДАМИ ПОРОШКОВОЇ МЕТАЛУРГІЇ ПІН ЗІ СТОПІВ Сu—Al—Ni 987 палу. Після відпалу за програмою ВТ-750-Н, зразок перетворився на порошок. Це може свідчити про те, що водень дійсно відновив оксиди, утворивши при цьому газоподібну Н2О. Пари води, що утворилися всередині зразка, розірвали його зсередини. З іншого боку такий самий механізм мав би спрацювати і у випадку з віднов- ником СаН2. Те, що він не був задіяний, скоріше свідчить про те, що роль водню, як такого, у відновленні оксидів є предметом окремого дослідження. Зокрема, слід враховувати, що водень може впливати на перебіг реакцій порошку із залишками карбаміду, що ймовірно мало місце в експерименті з ТіН2. З метою уникнення інтенсивного окиснення порошку в «зелено- му» компакті під час високотемпературного відпалу було вирішено підняти температуру відпалу до 1065°C, яка є близькою до темпера- тури топлення порошку Cu—Al—Ni [21], і одночасно зменшити час відпалу до мінімуму. Результатом спікання за такою програмою (ВТ-1065-В) став крихкий зразок, на якому було видно вкраплення перетопленого порошку розмірами 0,3—1 мм. Хемічний склад зраз- ка та його морфологію було досліджено методою растрової елект- ронної мікроскопії. Як видно з рис. 5, частинки порошку не спек- лися, а їхня поверхня явно зазнала ерозії; чітко видно кулясті вкраплення розтопу. Як розтоп, так і неспечені порошинки мали склад далекий від вихідного, що свідчить про швидкий перерозпо- діл компонент порошку в процесі перетоплення (табл. 3) пороши- нок або про хемічну взаємодію порошку із середовищем. Весь по- рошок був окиснений, а в неспечених ділянках було знайдено вуг- лець. На поточний момент не можна з впевненістю сказати, що окис- нення є результатом взаємодії порошку з киснем або взаємодії з продуктами розпаду карбаміду на кожній зі стадій розпаду (табл. 1). Наявність значної кількости вуглецю свідчить про те, що таке припущення є доволі правдивим. 4. ВИСНОВКИ Виконані дослідження свідчать, що зразки пін на основі Cu—Al—Ni, одержані шляхом вимивання карбаміду мають структуру близьку до структури піни з відкритими порами; ті, що одержані шляхом термічного розкладу карбаміду – із закритими порами. Крім того, зміна кольору зразка після низькотемпературного відпалу свідчить про реакцію порошку з продуктами розпаду карбаміду. Належним вибором температури, тривалости спікання або вико- ристання відновника не вдалося одержати механічно стійкі зразки піни зі зразків «зелених» компактів, сформованих шляхом терміч- ного розкладу карбаміду внаслідок взаємодії порошку Cu—Al—Ni з карбамідом або продуктами його розпаду. На поточний момент роз- 988 чинення піни з по ЦИТОВА 1. H. C 2. M. B gine 3. Х. М 4. J.-K 7, N 5. В. К (Мо 6. Y. Y (200 Рис. 5. М відпалу з розтоплен ТАБЛИЦ рактерни Cu Al Ni Ti Cr O C Г. Є. МОНА я «знімних одальшим АНА ЛІТЕ Choe and D. C Barrabes, P. S eering C, 28: 2 Моуала, Мет K. Chang, D.- No. 8: 485 (20 К. Тихомиров осква: Химия Y. Zhao, T. Fu 05). а Морфологія з за програмо ного порош ЦЯ 3. Склад их областях Вкр 67,40 16,59 1,81 0,13 14,07 АСТИРСЬКИЙ х» частино її спікання ЕРАТУРА C. Dunand, Ac Sevilla, J. A. 23 (2008). таллургия ма N. Simon Sho 03). в, Пены. Теор я: 1983). ung, L. P. Zha зразка із за ою ВТ-1065 ку (вказано д піни, спеч . раплення, ат 0 7 9 1 0 7 Й, Д. О. СІРИЙ ок карбамі ям вважаєт cta Materialia Planell, and F ашиностроен ong, and W. T рия и практи ang, and F. L. акритими п 5-В: а – по о стрілками ченої за пр ат.% 78,45 19,3 2,1 0,15 Й, А. В. ГІЛЬ іду для оде ться більш a, 52: 1283 (2 F. J. Gil, Mat ния, 6: 29 (20 T. J. Tsai, Sol ика их получ . Zhang, Scrip орами, що оверхня зра ); б – морф рограмою В Зл 28,57 25,36 2,14 0,43 0,2 39,16 4,14 ЬЧУК та ін. ержання « ш перспекти 2004). terials Scienc 000). lid State Elec ения и разруш pta Materiali б було одерж азка з вкрап ологія злам ВТ-1065-В в лам, ат.% 46 4 3 0 0 6 «зеленої» ивним. ce and En- ctrochem., шения ia, 52: 295 жано після пленнями му зразка. в двох ха- 6,96 1,68 3,52 0,7 0,33 6,81 ВИГОТОВЛЕННЯ МЕТОДАМИ ПОРОШКОВОЇ МЕТАЛУРГІЇ ПІН ЗІ СТОПІВ Сu—Al—Ni 989 7. J. Y. Xiong, Y. C. Li, X. J. Wang, P. D. Hodgson, and C. E. Wen, Journal of the Mechanical Behaviour of Biomedical Materials, 1, No. 3: 269 (2008). 8. B. Jiang, N. Q. Zhao, C. S. Shi, and J. J. Li, Scripta Materialia, 53, No. 6: 781 (2005). 9. A. Bansiddhi and D. C. Dunand, Intermetallics, 15, No. 12: 1612 (2007). 10. A. Bansiddhi and D. C. Dunand, Acta Biomaterialia, 4: 1996 (2008). 11. E. M. Castrodeza, C. Mapelli, M. Vedani, S. Arnaboldi, and P. Bassani, Journal of Materials Engineering and Performance, 5—6: 484 (2009). 12. B. Jiang, N. Q. Zhao, C. S. Shi, X. W. Du, J. J. Li, and H. C. Man, Materials Letters, 59, No. 26: 3333 ( 2005). 13. А. А Щерба, А. Д. Подольцев, І. Н. Кучерявая, Технічна електродинаміка, 4: 3 (2002). 14. J. Carrey, H. B. Radousky, and A. E. Berkowitz, J. Appl. Phys., 95: 823 (2004). 15. A. E. Berkowitz, M. F. Hansen, F. T. Parker, K. S. Vecchio, F. E. Spada, E. J. Lavernia, and R. Rodriguez, J. Magn. Magn. Mater., 254—255: 1 (2003). 16. G. E. Monastyrsky, P. A. Yakovenko, V. I. Kolomytsev, Yu. N. Koval, A. A. Shcherba, and R. Portier, Material Science and Engineering A, 481—482: 643 (2008). 17. G. E. Monastyrsky, V. V. Odnosum, V. I. Kolomytsev, Yu. N. Koval’, P. Ochin, R. Portier, A. A. Scherba, and S. N. Zaharchenko, Металлофизика и новей- шие технологии, 30: 761 (2008). 18. G. Є. Monastyrsky, V. І. Kolomytsev, Yu. N. Koval’, A. A. Scherba, S. M. Zaharchenko, and R. Portier, Наносистеми, наноматеріали, нанотехноло- гії, 5, No. 2: 54 (2007). 19. G. E. Monastyrsky, Yu. N. Koval’, A. P. Shpak, R. Ja. Musienko, V. I. Ko- lomytsev, A. A. Scherba, S. N. Zaharchenko, and P. G. Jakovenko, Порошко- вая металлургия, 5—6: 3 (2007). 20. Р. А. Андриевский, Материаловедение гидридов (Москва: Металлургия: 1986). 21. V. Raghavan, Journal of Phase Equilibria and Diffusion, 27, No. 4: 389 (2006). 22. P. Sevilla, C. Aparicio, J. A. Planell, and F. J. Gil, Journal of Alloys and Com- pounds, 439: 67 (2007). 23. M. Barrabés, P. Sevilla, J. A. Planell, and F. J. Gil, Materials Science and En- gineering C, 28: 23 (2008). 24. B. Y. Li, L. J. Rong, Y. Y. Li, and V. E. Gjunter, Acta Mater., 48: 3895 (2000). 25. C. L. Chu, C. Y. Chung, P. H. Lin, and S. D. Wang, Mater. Sci. Eng. A, 366: 114 (2004). 26. C. L. Chu, C. Y. Chung, and P. H. Lin, Materials Science and Engineering A, 392: 106 (2005). 27. C. L. Chu, C. Y. Chung, and P. H. Lin, Materials Letters, 59: 404 (2005). 28. B. Bertheville, Biomaterials, 27: 1246 (2006). 29. B. Bertheville and J.-E. Bidaux, Journal of Alloys and Compounds, 387: 211 (2004).
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-75199
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1816-5230
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T17:37:27Z
publishDate	2011
publisher	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
record_format	dspace
spelling	Монастирський, Г.Є. Сірий, Д.О. Гільчук, А.В. Коломицев, В.І. Коваль, Ю.М. 2015-01-27T13:09:05Z 2015-01-27T13:09:05Z 2011 Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni / Г.Є. Монастирський, Д.О. Сірий, А.В. Гільчук, В.І. Коломицев, Ю.М. Коваль // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 4. — С. 979-989. — Бібліогр.: 29 назв. — укр. 1816-5230 PACS numbers: 61.43.Gt, 61.72.Qq, 62.20.fg, 81.05.Rm, 81.07.Wx, 81.20.Ev, 82.70.Rr https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75199 В роботі вивчалися можливості одержання металевих пін із матеріялів з пам’яттю форми. Як модельний матеріял, було обрано стоп на основі Cu—Al—Ni, що зазнає мартенситного перетворення. Металеві піни одержували шляхом видалення «знімних» частинок зі спресованої суміші металевого порошку складу Cu—27,6Al—3,6Ni—0,5Ti—0,25Cr ат.% та карбаміду. Розміри сферичних частинок порошку були 1—50 мкм, розміри «знімних» частинок карбаміду (кульок) – приблизно 1 мм. Карбамід видалявся або шляхом термічного розкладу при температурах 150—450°С, або розчиненням і подальшим вимиванням водою. Одержані зразки були закритої або відкритої пористости, залежно від методи ліквідації «знімних» частинок. Деякі зразки відпалювалися при температурах 750—1065°С з метою утворення механічних зв’язків між порошинками. У результаті були одержані зразки металевих пін циліндричної форми, які аналізувалися методами сканівної електронної та оптичної мікроскопії. In a given work, the possibility of obtaining metallic foams of the shapememory materials is studied. Cu—Al—Ni-based alloy experiencing the martensitic transformation is chosen as a model material. Metallic foam is prepared by removing ‘swap’ of particles from the compacted mixture of metallic-powder composition Cu—27.6Al—3.6Ni—0.5Ti—0.25Cr at.% and urea. Sizes of spherical powder particles are of 1—50 microns, the size of the swap particles of urea (balls) is about 1 mm. Urea is removed either by thermal decomposition at 150—450°C, or the dissolution and subsequent leaching with water. The samples obtained are of the closed or open porosity, depending on the method of eliminating the ‘swap’ of particles. Some samples are annealed at the temperature of 750—1065°C to form a mechanical bond between the particles. As a result, samples of metallic foams of cylindrical shape are analysed by the scanning electron and optical microscopies. В работе изучались возможности получения металлических пен из материалов с памятью формы. Как модельный материал, был выбран сплав на основе Cu—Al—Ni, испытывающий мартенситное превращение. Металлические пены получались путём удаления «съёмных» частиц из спрессованной смеси металлического порошка состава Cu—27,6Al—3,6Ni—0,5Ti—0,25Cr ат.% и карбамида. Размеры сферических частиц порошка были 1—50 мкм, размеры «съёмных» частиц карбамида (шариков) – примерно 1 мм. Карбамид удалялся или путём термического разложения при температуре 150—450°С, или растворением и последующим вымыванием водой. Полученные образцы были закрытой или открытой пористости в зависимости от метода ликвидации «съёмных» частиц. Некоторые образцы отжигались при температуре 750—1065°С с целью образования механических связей между пылинками. В результате были получены образцы металлических пен цилиндрической формы, которые анализировались методами сканирующей электронной и оптической микроскопии. uk Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni Article published earlier
spellingShingle	Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni Монастирський, Г.Є. Сірий, Д.О. Гільчук, А.В. Коломицев, В.І. Коваль, Ю.М.
title	Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni
title_full	Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni
title_fullStr	Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni
title_full_unstemmed	Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni
title_short	Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni
title_sort	виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи сu—al—ni
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75199
work_keys_str_mv	AT monastirsʹkiigê vigotovlennâmetodamiporoškovoímetalurgíípínzístopívzpamâttûformisistemisualni AT síriido vigotovlennâmetodamiporoškovoímetalurgíípínzístopívzpamâttûformisistemisualni AT gílʹčukav vigotovlennâmetodamiporoškovoímetalurgíípínzístopívzpamâttûformisistemisualni AT kolomicevví vigotovlennâmetodamiporoškovoímetalurgíípínzístopívzpamâttûformisistemisualni AT kovalʹûm vigotovlennâmetodamiporoškovoímetalurgíípínzístopívzpamâttûformisistemisualni

Виготовлення методами порошкової металургії пін зі стопів з пам’яттю форми системи Сu—Al—Ni

Репозитарії

Схожі ресурси