Вплив умов отримання на структуру та властивості вольфрамових сплавів на основі композиційних порошків

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorМініцький, Анатолій В’ячеславович
dc.contributor.authorМузиченко, Олексій Іванович
dc.date.accessioned2026-06-16T11:41:18Z
dc.date.available2026-06-16T11:41:18Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractОб’єкт дослідження – процес ущільнення композиційних порошків на основі вольфраму з покриттям міді та формування важких сплавів. Предмет дослідження – вплив плакування частинок вольфраму міддю на характеристики процесів пресування та спікання, а також на мікроструктуру і теплофізичні властивості отриманих матеріалів. Мета роботи – вивчення впливу плакування та процесу консолідації композиційних порошків вольфрам-мідь на структуру та властивості важких сплавів. Методи дослідження – хімічне осадження міді на частинки вольфраму, гідростатичне пресування, спікання у відновлювальному середовищі, скануюча електронна мікроскопія (СЕМ), рентгенофлуоресцентний аналіз, імпульсний метод визначення температуропровідності, а також аналітичне та чисельне моделювання процесу ущільнення з використанням класичних рівнянь Бальшина, Ждановича та Штерна і методу скінченних елементів. Досліджено процес хімічного осадження міді на вольфрамові частинки та встановлено, що сформоване покриття забезпечує рівномірний розподіл міді (4,6– 4,8 мас.%) і суттєво підвищує пластичність порошку вольфраму. Визначено вплив плакування на ущільнюваність композиційного порошку, показано зниження необхідного тиску пресування та зниження пористості пресовок за рахунок збільшення пластичності порошку. Встановлено, що ефективне ущільнення плакованих порошків досягається при тисках до 550 МПа, а подальше підвищення тиску супроводжується переважно пластичною деформацією частинок. Після спікання за температури 1200 °C протягом 60 хв досягається зниження пористості до 8–10 %, що забезпечує формування щільної та однорідної структури. Моделювання процесу ущільнення показало, що рівняння Ждановича Г.М. та Штерна М.Б. найбільш точно описують поведінку композиційного порошку. Чисельне моделювання методом скінченних елементів підтвердило вплив мідного покриття на характер контактної взаємодії частинок і механізми їх деформації. На основі аналізу СЕМ-мікроструктури встановлено, що зразки, отримані з плакованого порошку, характеризуються найбільш рівномірним розподілом фаз, мінімальною кількістю дефектів та підвищеною структурною суцільністю. Показано взаємозв’язок між параметрами пресування, пористістю та теплофізичними властивостями матеріалу. Встановлено, що зі збільшенням тиску пресування спостерігається підвищення теплопровідності, що обумовлено зменшенням пористості та покращенням міжфазного контакту. Практична значущість роботи полягає в обґрунтуванні ефективності використання плакованих порошків для отримання важких вольфрамових сплавів із покращеними експлуатаційними характеристиками. Запропонований підхід може бути використаний при розробці матеріалів для відповідальних виробів у військовій, авіаційній та енергетичній галузях.
dc.description.abstractotherThe object of the study is the compaction process of tungsten-based composite powders with a copper coating and the formation of heavy alloys. The subject of the study is the effect of copper cladding on tungsten particles on the characteristics of the pressing and sintering processes, as well as on the microstructure and thermophysical properties of the resulting materials. The objective of the work is an experimental and theoretical study of the compaction and sintering processes of W–Cu composite powder to determine the optimal technological parameters for forming alloys with specified physical, mechanical, and thermophysical properties. Research methods–chemical deposition of copper onto tungsten particles, hydrostatic pressing, sintering in a reducing atmosphere, scanning electron microscopy (SEM), X-ray fluorescence analysis, the pulse method for determining thermal conductivity, as well as analytical and numerical modeling of the compaction process using the classical equations of Balshin, Zhdanovich, and Stern and the finite element method. The process of chemical deposition of copper onto tungsten particles was investigated, and it was established that the formed coating ensures a uniform distribution of copper (4.6–4.8 wt.%) and significantly increases the plasticity of the powder. The effect of cladding on the compactability of the composite powder was determined; a reduction in the required pressing pressure and improved formation of interparticle contacts were demonstrated. 8 It was established that effective compaction of clad powders is achieved at pressures up to 550 MPa, while a further increase in pressure is accompanied primarily by plastic deformation of the particles. After sintering at 1200 °C for 60 min, a reduction in porosity to 8–10% is achieved, ensuring the formation of a dense and homogeneous structure. Simulation of the compaction process showed that the equations proposed by G.M. Zhdanovich and M.B. Stern most accurately describe the behavior of the composite powder. Numerical simulation using the finite element method confirmed the influence of the copper coating on the nature of particle-particle interactions and the mechanisms of particle deformation. Based on SEM microstructure analysis, it was established that samples obtained from clad powder are characterized by the most uniform phase distribution, a minimal number of defects, and increased structural integrity. A correlation between compaction parameters, porosity, and the material’s thermophysical properties was demonstrated. It was found that an increase in pressing pressure leads to an increase in thermal conductivity, which is due to a decrease in porosity and improved interphase contact. The practical significance of this work lies in substantiating the effectiveness of using coated powders to produce heavy tungsten alloys with improved performance characteristics. The proposed approach can be used in the development of materials for critical components in the military, aviation, and energy sectors
dc.format.extent112 с.
dc.identifier.citationМузиченко, О. І. Вплив умов отримання на структуру та властивості вольфрамових сплавів на основі композиційних порошків : магістерська дис. : 132 Матеріалознавство / Музиченко Олексій Іванович. - Київ, 2026. - 112 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/81695
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectважкі сплави
dc.subjectвольфрам
dc.subjectкомпозиційні порошки
dc.subjectмікроструктура
dc.subjectплакування
dc.subjectпресування
dc.subjectскануюча мікроскопія
dc.subjectспікання
dc.subjectтеплопровідність
dc.subjectущільнення
dc.subjectхімічне осадження
dc.subjectheavy alloys
dc.subjecttungsten
dc.subjectcomposite powders
dc.subjectmicrostructure
dc.subjectplating
dc.subjectcompaction
dc.subjectscanning microscopy
dc.subjectsintering
dc.subjectthermal conductivity
dc.subjectdensification
dc.subjectchemical deposition
dc.subject.udc621.762
dc.titleВплив умов отримання на структуру та властивості вольфрамових сплавів на основі композиційних порошків
dc.typeMaster Thesis

Файли

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

Зібрання

Магістерські роботи (ВТМПМ)
Магістерські роботи