Розробка технології одержання порошків з квазі- або нанокристалічними фазами методом механічного легування
| dc.contributor.author | Бурлаченко, Олексій Миколайович | |
| dc.contributor.degreedepartment | захисних покриттів | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | - | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона Національної академії наук України | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-11-03T16:39:11Z | |
| dc.date.available | 2015-11-03T16:39:11Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | Thesis for academic degree of Candidate of Technical Sciences at the specialty 05.16.06 - Powder metallurgy and composite materials - National Technical University of Ukraine "KPI", Kyiv, 2015. Thesis is devoted to the development of technology for producing powders with quasi - or nanocomposite structures by the method of mechanical alloying (MA). The effect of parameters (speed, time and treatment environment) of the process of mechanical alloying in attritor and planetary ball mill of powder mixtures Al+Cu+Fe, (A1+Cu+Fe)+(Ti+Cr+Si) on the processes of formation of powders with quasicrystalline or approximant structure by mechanochemical synthesis (MCS) and powder FeCr-TiCN with nanocomposite structure by MA method are considered. The features of structural, phase transformations and changes in microhardness values, depending on the mode of mechanical alloying, were studied. The optimum modes of adding the surface-active substances (SAS) in the process of mechanical alloying the powder mixtures Al+Cu+Fe in planetary ball mill, that intensifies the process of quasicrystalline phase formation due to maintaining the optimum thickness of SAS layer on the particle surface during the whole process, were experimentally defined. It is shown that to increase the number of quasicrystalline ψ - and approximant α - phases in the products of mechanical alloying of powder mixtures Al+Cu+Fe, (A1+Cu+Fe)+(Ti+Cr+Si), it is necessary to carry out their heat treatment. Optimum conditions of heat treatment, when the content of quasicrystalline ψ – phase reaches 95 wt.% and approximant - 68 wt.%, were defined. The assessment of efficiency of application of powders, produced by MA method, for plasma spraying of coatings with quasicrystalline, approximant and nanocomposite structures was made. Produced coatings are similar as to their characteristics to coatings from powders, produced by the melt spraying method. According to the obtained results the technological schemes of producing the powders - products of MA, the technical specifications for producing powders by MA method with quasicrystalline (TS 001-73-2009) and approximant (TS 002-73-2009) phases and the scheme of conglomeration of MA powder products for thermal spraying were worked out. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.06 – Порошковая металлургия и композиционные материалы – Национальный технический университет Украины «КПИ», Киев, 2015 г. Диссертация посвящена разработке технологии получения порошков с квази- и нанокристаллическими фазами методом механического легирования смесей порошков путем обработки в механореакторах. Рассмотрено влияние параметров процесса механического легирования (МЛ) (скорости, времени и среды обработки) в аттриторе и планетарной шаровой мельнице смесей порошков Al+Cu+Fe, (Al+Cu+Fe)+(Ti+Cr+Si) на формирование в условиях механохимического синтеза (МХС) порошков с квазикристаллической или аппроксимантной структурой. Изучены особенности структурных, фазовых превращений и изменения значений микротвердости в зависимости от режима механического легирования. Установлено, что синтез новых фаз в процессе МЛ смесей порошков Al+Cu+Fe в аттриторе происходит при скорости вращения импеллера 960 об/мин и обработки смеси более 15 ч. При проведении процесса МЛ в планетарной мельнице при скорости вращения барабана 1500 об/мин синтез новых фаз начинает происходит уже через 1,0 час обработки, а через 5 часов продукт МЛ имеет двухфазную аморфно-кристаллическую структуру. В процессе МЛ в планетарной мельнице наблюдается налипание обрабатываемой шихты (до 95 мас.%) на стенку барабана и размольные тела, что приводит к снижению производительности и эффективности процесса. Для устранения налипания и интенсификации процесса фазообразования использовали добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ). Экспериментальным путем определены оптимальные режимы ввода ПАВ в процессе механического легирования в планетарной шаровой мельнице смеси порошков Al+Cu+Fe. Установлено, что дозированное введения ПАВ (1 мас.%/час в суммарном количестве 5 мас.%) приводит к увеличению в продукте МЛ степени квазикристалличности до 68 мас.%. Интенсификация процесса формирования квазикристаллической фазы в процессе МЛ связано с поддержанием баланса в протекании процессов измельчения и аггрегации частиц обрабатываемой смеси, а также устранением снижения энергонапряженности процесса за счет уменьшения сил соударения, происходящего при налипании массы смеси на размольные тела и стенку барабана. Впервые изучены структурные и фазовые превращения в процессе механического легирования смеси исходных порошков (Al+Cu+Fe)+(Ti+Cr+Si) в планетарной шаровой мельнице. Показано, что использование смесей порошков по составу соответствующих псевдобинарной системе 3(Al63Cu25Fe12)-1(Ti60Cr32Si8), где обе композиции обладают квазикристалличностью, в процессе МЛ формируется новая α-фаза – кристаллический 1/1 аппроксимант неравновесной квазикристаллической ψ-фазы. Исследованы фазовые превращения в продуктах МЛ смесей порошков Al+Cu+Fe, (Al+Cu+Fe)+(Ti+Cr+Si) в процессе их нагрева и определены оптимальные параметры термообработки порошков–продуктов МЛ, которые позволяют достичь максимального содержания квазикристаллической ψ-фазы (до 95 мас.%) в системе Al-Cu-Fe и аппроксимантной фазы (до 68 мас.%) в системе (Al-Cu-Fe)-(Ti-Cr-Si). Исследованы закономерности структурообразования в процессе механического легирования в аттриторе смеси порошков Fe+Cr+TiCN. Установлено, что в процессе МЛ формируется порошок с нанокомпозитной структурой, состоящей из нанодисперсной феррохромовой матрицы (размер областей когерентного рассеяния – 30…50 нм), упрочненной нанодисперсными (~ 10 нм) включениями TiCN с достижением микротвердости 9,5 ГПа. Проведена оценка эффективности применения порошков, полученных методом МЛ, для плазменного напыления покрытий с квазикристаллической, аппроксимантной и нанокомпозитной структурами. Полученные покрытия по своим показателям аналогичны покрытиям из порошков, получаемых методом распыления расплава, обеспечивая формирования покрытий системы Al-Cu-Fe с содержанием 45 мас.% квазикристаллической ψ-фазы и 17 мас.% аппроксимантной α-фазы и дисперсноупрочненных покрытий системы Fe-Cr-TiCN твердостью 9,5 ГПа. Разработаны технологические схемы получения порошков с квази- и нанокомпозитной структурой для ГТН с использованием продуктов механического легирования и технические условия полученния методом МЛ порошков с квазикристаллической (ТУ ИЭС 001-73-2009) и аппроксимантной (ТУ ИЭС 002-73-2009) фазами. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.06 – Порошкова металургія та композиційні матеріали - Національний технічний університет України «КПІ», Київ, 2015 р. Дисертація присвячена розробці технології отримання порошків з квазі- і нанокомпозитною структурою методом механічного легування (МЛ). Розглянуто вплив параметрів процесу механічного легування (швидкості, часу і середовища обробки) в атриторі і планетарному кульовому млині сумішей порошків Al+Cu+Fe, (Al+Cu+Fe)+(Ti+Cr+Si) на процеси формування шляхом механохімічного синтезу (МХС) порошків з квазікристалічною або апроксимантною структурою та методом МЛ порошку FeCr-TiCN з нанокомпозитною структурою. Вивчено особливості структурних, фазових перетворень і зміни значень мікротвердості в залежності від режиму механічного легування . Експериментальним шляхом визначено оптимальні режими введення поверхнево-активних речовин (ПАР) в процесі механічного легування суміші порошків Al+Cu+Fe в планетарному кульовому млині, що інтенсифікує процес формування квазікристалічної фази за рахунок підтримання протягом усього часу процесу оптимальної товщини шару ПАР на поверхні частинок. Показано, що для збільшення кількості квазікристалічної ψ- та апроксимантної α-фази в продуктах механічного легування сумішей порошків Al+Cu+Fe, (Al+Cu+Fe)+(Ti+Cr+Si) необхідно проводити їх термообробку. Визначено оптимальні умови ТО, при яких вміст квазікристалічної ψ-фази досягає 95 мас.%, а апроксимантної – 68 мас.%. Проведено оцінку ефективності застосування порошків, отриманих методом МЛ, для плазмового напилення покриттів з квазікристалічною, апроксимантною і нанокомпозитною структурами. Отримані покриття за своїми показниками аналогічні покриттям з порошків, що отримуються методом розпилення розплаву.За отриманими результатами розроблені технологічні схеми отримання порошків–продуктів МЛ, технічні умови на одержання методом МЛ порошків з квазікристалічною (ТУ 001-73-2009) і апроксимантною (ТУ 002-73-2009) фазами та розроблено схему конгломерування порошків продуктів МЛ для їх ГТН. | uk |
| dc.format.page | 27 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/13579 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.762.2 | uk |
| dc.title | Розробка технології одержання порошків з квазі- або нанокристалічними фазами методом механічного легування | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.16.06 – порошкова металургія та композиційні матеріали | uk |