Вплив мікроструктури та напружено-деформованого стану на фізико-механічні властивості композитів систем LaB6-MeB2-Cu(Al)

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorСоловйова, Тетяна Олександрівна
dc.date.accessioned2018-06-07T07:14:59Z
dc.date.available2018-06-07T07:14:59Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenThe work is devoted to solving the actual scientific and technical problem - the creation of macroheterogenic composites of polyfunctional applications. In order to create new metal-ceramic composite materials for the manufacture of contact welding electrodes and maintaining high electrical conductivity, the possibility of creating copper and aluminum metal-ceramic composites with doping with their powder LaB6-TiB2 composite material is considered. Given that the strength of materials is primarily determined by defects in the microstructure, it is important to find out the effects of the defects of the crystalline structure of the matrix phase and the material of the fibers on the mechanical properties. Since the greatest defect is the grain boundaries, then the possibility of creating materials with reinforced grain boundaries is explored. It is important to find out the characteristics of these structural parameters and the possibility of strengthening the interphase boundaries, depending on the methods of obtaining composites of various bulk forms. Solving the problem of manufacturing reinforced ceramic materials can be realized by obtaining powders with an eutectic structure, which is a composite of ceramic matrix with regularly located monocrystalline fibers of another refractory compound. It was first established that under conditions of high-speed cooling from 102 to 105 °C /s during crystallization from the melt of the eutectic alloy of the LaB6-11wt.% TiB2 with an excess of 1 wt.% boron, the diameter of the fibers of the reinforcing phase TiB2 decreases in 4-5 times and their number increases by 2-2.5 times. The influence of concentration and kinetic supercooling, annealing temperature on morphology, crystallographic orientation, stress-deformed state, phase composition and mechanical properties of ceramic composites of LaB6-TiB2, LaB6-ZrB2 systems have been investigated. It was found that the overlay of mechanical vibrations on the crystal of the eutectic alloy during float zone melting affects the concentration of components in the melt before the growth front of the crystal and leads to the deviation of the matrix and fibers from the direction of growth given by the seed crystal and the even distribution of ZrB2 fibers, an increase in the average diameter by ~ 20% and a change in their morphology. It was shown, that the annealing at 1200°С, 1400°С and 1600°С reduces the amount of thermal stresses that are formed when cooled from the crystallization temperature due to the difference in the magnitude of the coefficients of the thermal expansion of the phase components of the reinforced composite materials of LaB6-TiB2, LaB6-ZrB2 systems and LaB6-HfB2, and as a result of uneven cooling of the composite material. It is shown that the thermal expansion of LaB6-MeB2 composites depends on the nature of the phase components and the internal residual thermo-mechanical stresses that arise at the boundary of the matrix-fiber section during cooling from the melting temperature. Moreover, the more different the coefficients of thermal expansion of the matrix and fibers, so at higher temperatures, the thermal characteristics of the matrix phase and the composite are aligned and the residual stresses in the composite is reduced. In this work by atomization obtained an isotropically-reinforced powdered composite with less in 3 times the size of the reinforcing component of TiB2, 2-3 times with residual macrostresses, with a stoichiometric phase composition, a better substructure at the macrolevel and a higher strength, than composites, obtained by directionally crystallization. Application of the obtained LaB6-TiB2 powdered ceramic composite, as a strengthening phase, has allowed increasing the strength of metal matrices in 2-2.5 times and maintaining plasticity as the metal. When using a powdered composite with an etched matrix phase LaB6, due to the reinforcement of the grain boundaries at the interface of the composite-metal matrix, the strength increases by more than 2 times. The electric resistance of the metal-matrix composites LaB6-TiB2-Cu is at the copper level.uk
dc.description.abstractruДиссертация посвящена установлению влияния микроструктуры, напряженнодеформированного состояния фазовых составляющих на механические свойства армированных керамических композиционных материалов и созданию на их основе макрогетерогенних композитов с металлической матрицей полифункционального применения. Исследовано влияние концентрационного и кинетического переохлаждения, температуры отжига на морфологию, кристаллографическую ориентацию, напряженно-деформированное состояние, фазовый состав и механические свойства керамических композитов систем LaB6-TiB2, LaB6-ZrB2. Проведенные исследования позволили получить центробежным плазменным распылением изотропно-армированный порошковый композит с меньшим в 3 раза размером армирующей составляющей TiB2, в 2-3 раза остаточными микронапряжениями и стехиометрическим фазовым составом, более совершенной субструкторою на макроуровне и выше на порядок прочностью, чем композиты, полученные направленной кристаллизацией. Применение полученного порошкового керамического композита LaB6-TiB2 в качестве упрочняющей фазы позволило повысить прочность металлических матриц в 2-2,5 раза и сохранить пластичность на уровне металлов. При использовании порошкового композита с вытравлены матричной фазой LaB6, за счет армирования границ зерен на границе раздела композит-металлическая матрица, прочность возрастает более чем в 2 раза. Электросопротивление металоматричних композитов Cu-LaB6-TiB2 находится на уровне меди.uk
dc.description.abstractukДисертаційна робота присвячена встановленню впливу мікроструктури, напружено-деформованого стану фазових складових на механічні властивості армованих керамічних композиційних матеріалів та створенню на їх основі макрогетерогенних композитів з металевою матрицею поліфункціонального застосування. Досліджено вплив концентраційного та кінетичного переохолодження, температури відпалу на морфологію, кристалографічну орієнтацію, напруженодеформований стан, фазовий склад та механічні властивості керамічних композитів систем LaB6-TiB2, LaB6-ZrB2. Проведені дослідження дозволили отримати відцентровим плазмовим розпиленням ізотропно-армований порошковий композит з меншим в 3 рази роміром армуючої складової TiB2, в 2-3 рази залишковими макронапруженнями, з стехіометричним фазовим складом, більш досконалою субструкторою на макрорівні та вищою на порядок міцністю, ніж композити, отримані спрямованою кристалізацією. Застосування отриманого порошкового керамічного композиту LaB6-TiB2 в якості зміцнюючої фази дозволило підвищити міцність металевих матриць у 2-2,5 рази і зберегти пластичність на рівні металів. При використанні порошкового композиту з витравленою матричною фазою LaB6, за рахунок армування границь зерен на межі розділу композит-металева матриця, міцність зростає більш ніж у 2 рази. Електроопір металоматричних композитів Cu-LaB6-TiB2 знаходиться на рівні міді.uk
dc.format.page24 с.uk
dc.identifier.citationСоловйова, Т. О. Вплив мікроструктури та напружено-деформованого стану на фізико-механічні властивості композитів систем LaB6-MeB2-Cu(Al). : автореф. ... канд. техн. наук : 05.16.06 – порошкова металургія та композиційні матеріали / Соловйова Тетяна Олександрівна. – Київ, 2018. – 24 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/23304
dc.language.isoukuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectоб'ємніuk
dc.subjectпорошкові евтектичні керамічні композитиuk
dc.subjectзалишкові напруженняuk
dc.subjectкоефіцієнт термічного розширенняuk
dc.subjectгексаборид лантануuk
dc.subjectфазовий складuk
dc.subjectмікроструктураuk
dc.subjectсубструктураuk
dc.subjectорієнтаціяuk
dc.subjectміцністьuk
dc.subjectтріщиностійкістьuk
dc.subjectмідьuk
dc.subjectалюмінійuk
dc.subjectелектроопірuk
dc.subjectbulkuk
dc.subjectpowder eutectic ceramic compositesuk
dc.subjectresidual stressesuk
dc.subjectcoefficient of thermal expansionuk
dc.subjectlanthanum hexaborideuk
dc.subjectphase compositionuk
dc.subjectmicrostructureuk
dc.subjectsubstructureuk
dc.subjectorientationuk
dc.subjectstrengthuk
dc.subjectcrack resistanceuk
dc.subjectcopperuk
dc.subjectaluminumuk
dc.subjectelectric resistanceuk
dc.subjectобьемние порошковые эвтектические керамические композитыuk
dc.subjectостаточные напряженияuk
dc.subjectкоэффициент термического расширенияuk
dc.subjectгексаборид лантанаuk
dc.subjectфазовый составuk
dc.subjectмикроструктураuk
dc.subjectсубструктураuk
dc.subjectориентацияuk
dc.subjectпрочностьuk
dc.subjectтрещиностойкостьuk
dc.subjectмедьuk
dc.subjectалюминийuk
dc.subjectэлектросопротивлениеuk
dc.subject.udc621.762:669.018.45](047.31)uk
dc.titleВплив мікроструктури та напружено-деформованого стану на фізико-механічні властивості композитів систем LaB6-MeB2-Cu(Al)uk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Soloviova_aref.pdf
Розмір:
3.14 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ВМПМ ІФФ)
Автореферати (вільний доступ)