Влияние содержания металлической связки и механической активации на горение в системе (Ti + 2B) + (Ti + C) + x(Fe + Co + Cr + Ni + Al)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе проведено исследование влияния содержания металлической связки Fe + Co + Cr + Ni + Al и механической активации (МА) на скорость горения, удлинение образцов в процессе синтеза, выход смеси и размер композитных частиц после МА, морфологию и фазовый состав продуктов горения активированных смесей в системе (Ti + 2B) + (Ti + C) + x(Fe + Co + Cr + Ni + Al). В процессе МА смесей образуется высокоэнтропийный сплав – твердый раствор на основе γ-Fe c ГЦК-решеткой. Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) получен композитный материал, состоящий из керамики и высокоэнтропийного сплава. Механическая активация увеличивает максимальное содержание металлической связки в смеси, при котором СВС осуществляется при комнатной температуре, от 60% до 80%. После МА возрастают удлинение образцов продуктов и скорость горения (в случае наличия металлической связки) смесей (Ti + 2B) + + (Ti + C) + x(Fe+Co+Cr+Ni+Al). В случае смеси (Ti + 2B) + (Ti + C) без связки скорость горения уменьшается после МА. С ростом содержания металлической связки Fe + Co + Cr + Ni + Al в смесях (Ti + 2B) + (Ti + C) увеличивается размер композитных частиц после МА, уменьшаются скорость горения, выход активированной смеси и удлинение образцов продуктов реакции МА-смесей. Для исходных смесей зависимость удлинения образцов продуктов горения от содержания связки немонотонна, имеет максимум.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. А. Кочетов

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: kolyan_kochetov@mail.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Basu B., Raju G.B., Suri A.K. // Intern. Mater. Rev. 2006. V. 51. № 6. P. 352. https://doi.org/10.1179/174328006X102529
  2. Vallauri D., Atías Adrián I.C., Chrysanthou A. // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. V. 28. № 8. P. 1697. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2007.11.011
  3. Rogachev A.S., Mukasyan A.S. Combustion for Material Synthesis. N. Y.: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2015.
  4. Hardt A.P., Phung P.V. // Combust. and Flame. 1973. V. 21. № 1. P. 77.
  5. Hardt A.P., Holsinger R.W. // Ibid. P. 91.
  6. Шкиро В.М., Боровинская И.П. // Процессы горения в химической технологии и металлургии. Черноголовка, 1975. С.253.
  7. Сеплярский Б.С., Тарасов А.Г., Кочетков Р.А. // Физика горения и взрыва. 2013. Т. 49. № 5. С. 55.
  8. Левашов Е.А., Богатов Ю.В., Миловидов А.А. // Там же. 1991. Т. 27. №1. С. 88.
  9. Сеплярский Б.С., Вадченко С.Г., Костин С.В. и др. // Там же. 2009. Т. 45. № 1. С. 30.
  10. Князик В.А., Мержанов А.Г., Соломонов Б.В. и др. // Там же. 1985. Т. 21. № 3. С. 69.
  11. Кочетов Н.А., Сеплярский Б.С. // Хим. физика. 2020. T 39. № 9. C. 39. https://doi.org/10.31857/S0207401X20090058
  12. Корчагин М. А., Григорьева Т. Ф., Бохонов Б. Б. и др. // Физика горения и взрыва. 2003. Т. 39. № 1. С. 43.
  13. Кочетов Н.А. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 7. С. 39–46. https://doi.org/10.31857/S0207401X2207007X
  14. Корчагин М.А. // Физика горения и взрыва. 2015. Т. 51. № 5. С. 77. https://doi.org/10.15372/FGV20150509
  15. Кочетов Н.А., Сеплярский Б.С. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 1. С.42. https://doi.org/10.31857/S0207401X22010071
  16. Корчагин М.А., Филимонов В.Ю., Смирнов В.Е. и др. // Физика горения и взрыва. 2010. Т. 46. №1. С. 48.
  17. Кочетов Н.А., Сеплярский Б.С. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2017. № 3. С. 4. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-3-4-13
  18. Вьюшков Б.В., Левашов Е.А., Ермилов А.Г. и др. // Физика горения и взрыва. 1994. Т. 30. №5. С. 63.
  19. Кочетов Н.А., Вадченко C.Г. // Физика горения и взрыва. 2015. Т.51. №4. С. 77. https://doi.org/10.15372/FGV20150410
  20. Кочетов Н. А. //Физика горения и взрыва. 2022. Т. 58. № 2. С. 49. https://doi.org/10.15372/FGV20220205
  21. Cantor B., Chang I.T.H., Knight P. et al. // Mater. Sci. Eng., A. 2004. V. 375. P. 213. https://doi.org/10.1016/j.msea.2003.10.257
  22. Zhang Y., Zuo T.T., Tang Z. et al. // Prog. Mater. Sci. 2014. V. 61. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2013.10.001
  23. Tsai M.-H., Yeh J.-W. // Mater. Res. Lett. 2014. V. 2. № 3. P. 107. https://doi.org/10.1080/21663831.2014.912690
  24. Chou H.–P., Chang Y.–S., Chen. S.–K. et al. // Mater. Sci. Eng., B. 2009. V. 163. № 3. P. 184. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2009.05.024
  25. Gali A., George E.P. // Intermetallics. 2013. V. 39. P. 74. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2013.03.018
  26. Gludovatz B., Hohenwarter A., Catoor D. et al. // Science. 2014. V. 345. Iss. 6201. P. 1153. https://doi.org/https://doi.org/10.1126/science.1254581
  27. Kilmametov A., Kulagin R., Mazilkin A. et al. // Scr. Mater. 2019. V. 158. P. 29–33. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2018.08.031
  28. Shahmir H., He J., Lu Z. et al. // Mater. Sci. Eng. A. 2017. V. 685. № 8. P. 342. https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.01.016
  29. Gu J., Ni S., Liu Y. et al. // Ibid. 2019. V. 755. P. 289. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.04.025
  30. Bhattacharjee P.P., Sathiaraj G.D. et al. // J. Alloys Compd. 2014. V. 587. P. 544. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.10.237
  31. Yeh J.–W., Chen Y.–L., Lin S.–J. et al. // Mater. Sci. Forum. 2007. V. 560. P. 1. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.560.1
  32. Кочетов Н.А., Рогачев А.С., Щукин А.С. и др. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и фукц. покрытия. 2018. №. 2. С. 35. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2018-2-35-42
  33. Rogachev A.S., Vadchenko S.G., Kochetov N.A. et al. // J. Alloys Compd. 2019. V. 805. P. 1237. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.07.195
  34. Rogachev A.S., Vadchenko S.G., Kochetov N.A. et al. // J. Europ. Ceram. Soc. 2020. V. 40. P. 2527. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.11.059
  35. Rogachev A.S., Gryadunov A.N., Kochetov N.A. et al. // Intern. J. Self-Propag. High–Temp. Synth. 2019. V. 28. № 3. P. 196. https://doi.org/10.3103/S1061386219030117
  36. Rajabi A., Ghazali M.J., Syarif J. et al. // Chem. Eng. J. 2014. V. 255. P. 445. https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.06.078 .
  37. Rajabi A., Ghazali M.J., Daud A.R. // Mater. Des. 2015. V. 67. P. 95. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2014.10.081 .
  38. Peng Y., Miao H., Peng Z. // Intern. J. Refract. Met. H. Mater. 2013. V. 39. P. 78. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2012.07.001
  39. Zhang S., Sun Y., Ke B. et al. // Metals. 2018. V. 8. № 1 : 58. P. 1. https://doi.org/10.3390/met8010058
  40. Fu Z., Koc R. // Mater. Sci. Eng. A. 2017. V. 702. P 184. https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.07.008 .
  41. Fu Z., Koc R. // Ibid. 2018. V. 735. P. 302. https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.08.058 .
  42. de la Obra A.G., Avilés M.A., Torres Y. et al. // Intern. J. Refract. Met. H. Mater. 2017. V. 63. P. 17. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2016.04.011 .
  43. Vadchenko S.G. // Intern. J. Self–Propag. High-Temp. Synth. 2016. V. 25. № 4. P. 210. https://doi.org/10.3103/S1061386216040105
  44. Vadchenko. S.G. // Ibid. 2015. V. 24. № 2. P. 90. https://doi.org/10.3103/S1061386215020107
  45. Сеплярский Б.С. // Докл. РАН. 2004. Т.396. № 5. С. 640.
  46. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. и др. // Физика горения и взрыва. 2023. Т. 59. № 3. С. 100. https://doi.org/10.15372/FGV20230309
  47. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 9. С. 11. https://doi.org/10.31857/S0207401X23090108
  48. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. и др. // ЖФХ. 2023. Т. 97. № 3. С. 438. https://doi.org/10.31857/S004445372303024X
  49. Seplyarskii, B.S., Kochetkov, R.A., Lisina, T.G. et al. // Intern. J Self–Propag. High–Temp. Synth. 2022. V. 31. P. 195. https://doi.org/10.3103/S1061386222040100
  50. Сеплярский Б.С., Абзалов Н.И., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. // Хим. физика. 2021. Т.40. № 4. C. 23. https://doi.org/10.31857/S0207401X21030109
  51. Kamynina O.K., Rogachev A.S., Sytschev A.E. et al. // Intern. J. Self–Propag. High–Temp. Synth. 2004. V. 13. № 3. P.193.
  52. Камынина О.К., Рогачев А.С., Умаров Л.М. // Физика горения и взрыва. 2003. Т. 39. № 5. С. 69.
  53. Кочетов Н.А., Сеплярский Б.С. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 10. С. 44. https://doi.org/10.1134/S0207401X18100059

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результаты РФА активированных смесей (Ti + 2B) + (Ti + C) + x(5Ме), где х = 30 и 60 мас.%. Цифрами обозначены рефлексы следующих фаз: 1 – Ti, 2 – ГЦК-фаза (ВЭС).

Скачать (87KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость выхода активированной смеси от содержания металлической связки х в смеси 60%(Ti + + 2B) + 40%(Ti + C) + х(5Ме).

Скачать (27KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость среднего размера частиц активированной смеси 60%(Ti+2B)+ 40%(Ti+C)+х(5Ме) от содержания металлической связки х.

Скачать (23KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость давления, используемого для прессования образцов из МА-смеси 60%(Ti + 2B) + + 40%(Ti + C) + х(5Ме) от содержания металлической связки в х.

Скачать (25KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость скорости горения образцов от содержания металлической связки: ■ – в исходной смеси 60%(Ti+2B)+ 40%(Ti+C)+х(5Ме), – активированной смеси 60%(Ti+2B)+ 40%(Ti+C)+х(5Ме).

Скачать (28KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Фотография образцов продуктов горения активированных смесей 60%(Ti+2B)+ 40%(Ti+C)+х(5Ме), при следующих значениях х: 1 – 0, 2 – 10, 3 – 20, 4 – 30, 5 – 40, 6 – 50, 7 – 60, 8 – 70, 9 – 80 мас.%.

Скачать (308KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Результаты РФА продуктов горения: а – исходных смесей, б –активированных смесей 60%(Ti + 2B) + + 40%(Ti + C) + x(5Ме). При х = 10 и 50 мас.% для исходных и х = 20, 60 и 80 мас.% для активированных смесей. Цифрами обозначены рефлексы следующих фаз: 1 – TiС, 2 – TiB2, 3 – ГЦК-фаза (ВЭС), 4 – ОЦК-фаза (ВЭС).

Скачать (107KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимость относительного изменения длины образца от содержания металлической связки: ■ – в исходной,  – в активированной смеси 60%(Ti + 2B) + + 40%(Ti + C) + х(5Ме).

Скачать (24KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Фотография образцов продуктов горения исходных смесей 60%(Ti+2B)+ 40%(Ti+C) + х(5Ме) при следующих значениях х: 1 – 0, 2 – 10, 3 – 20, 4 – 30, 5 – 40, 6 – 50, 7 – 60 мас. %.

Скачать (178KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».