The Study of the Process of Mechanical Alloying of Aluminum by Nano-Dimensional Allotropic Modifications of Carbon

Abstract

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОГО ЛЕГИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫМИ АЛЛОТРОПНЫМИ МОДИФИКАЦИЯМИ УГЛЕРОДА © 2017Н.И. Веткасов, доктор технических наук, профессор кафедры «Технология машиностроения» А.И. Капустин, заведующий лабораторией В.В. Сапунов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» Ульяновский государственный технический университет, Ульяновск (Россия) Ключевые слова: композиционный материал; алюминий; аморфный углерод; графит; углеродные нанотрубки; механическое легирование; композиционные гранулы; область когерентного рассеивания.Аннотация: В основу технологии синтеза дисперсно-упрочненных композитов положено применение процесса механического легирования (МЛ) порошковых материалов. МЛ позволяет создавать активные состояния в твердом теле матричного материала, которые являются центрами физического и химического взаимодействия между фаза-ми компонентов порошковых композиций. В статье приведен обзор отечественных и зарубежных публикаций, по-священных исследованию процесса МЛ алюминиевого порошка различными формами углерода. Разработана ба-зовая технология МЛ матричного порошка алюминия марки ПАД-1 техническим углеродом марки К 354. Иссле-дованы процессы МЛ порошка алюминия графитом и углеродными нанотрубками (УНТ), как в части разработан-ных режимов МЛ, так и в части обеспечения высоких физико-механических характеристик синтезируемых в про-цессе МЛ порошка алюминия композиционных гранул, являющихся полуфабрикатом для получения композици-онных материалов (КМ). Определены основные стадии формирования порошковых композиций на основе алюми-ния в процессе МЛ алюминиевого порошка аллотропными модификациями углерода. Показаны результаты анали-за поэтапного изменения морфологии (поэтапной эволюции) обрабатываемых порошковых смесей матричного материала и легирующей добавки в процессе формирования композиционных гранул с требуемыми физико-механическими параметрами.Представлены результаты рентгенофазового анализа композиционных гранул, легированных техническим уг-леродом К 354 и графитом ГЛ-1, на разных стадиях их формирования и обработки, отражающие достижения тре-буемой трансформации их внутренней структуры и фазового состава.Проанализированы особенности протекания процесса МЛ алюминиевого порошка марки ПАД-1 одностенны-ми углеродными нанотрубками марки TUBALL. Обоснована необходимость поиска методов и технологий предва-рительной (непосредственно перед процессом МЛ) гомогенизации обрабатываемой смеси ПАД1-TUBALL. ВВЕДЕНИЕНовые композиционные дисперсно-упрочненные ма-териалы являются важным направлением современного развития техники. В частности, все большее примене-ние находят композиционные материалы этого класса на основе алюминия [1][2][3]. Они имеют благоприятное сочетание эксплуатационных свойств: конструкцион-ных, антикоррозионных и др. [4][5][6].В основу технологии синтеза дисперсно-упрочнен-ных композитов положено применение процесса меха-нического легирования (МЛ) порошковых материалов. МЛ позволяет создавать активные состояния в твердом теле матричного материала, которы...