ЭЛЕКТРОИСКРОВОЕ СПЕКАНИЕ СМЕСЕЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ И КОМПОЗИТОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ МАТРИЦАМИ: ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВА СПЕЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

На примерах систем Ti3SiC2-Cu, Fe-Ag, NiO-Ni, Cu2O-Cu и Fe-Al проводится анализ некоторых особенностей поведения смесей порошков металлов и композитов с металлическими матрицами при электроискровом спекании. Обсуждаются физико-химические аспекты формирования контактов между композиционными агломератами, полученными механической обработкой порошковых смесей в высокоэнергетической мельнице. Рассматриваются условия эффективного восстановления оксидных пленок, присутствующих на металлических частицах, в условиях электроискрового спекания. В условиях, традиционно использующихся для консолидации металлических порошков методом электроискрового спекания, удаление оксидов происходит за счет их восстановления углеродом, присутствующим в камере установки электроискрового спекания. Анализируются возможности метода электроискрового спекания для получения композитов с металлическими матрицами, сочетающих различные механизмы упрочнения, а также для получения пористых материалов с высокими значениями открытой пористости.

Об авторах

Дина Владимировна Дудина

Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН; Новосибирский государственный технический университет; Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН

Email: dina1807@gmail.com
пр. Лаврентьева, 15, г. Новосибирск, 630090, Россия; пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия; ул. Кутателадзе, 18, г. Новосибирск, 630128, Россия

Список литературы

  1. Groza J.R., Zavaliangos A. Nanostructured bulk solids by field activated sintering // Reviews on Advanced Materials Science. - 2003. - Vol. 5. - P. 24-33.
  2. Munir Z.A., Anselmi-Tamburini U., Ohyanagi M. The effect of electric field and pressure on the synthesis and consolidation of materials: a review of the spark plasma sintering method // Journal of Materials Science. - 2006. - Vol. 41, iss. 3. - P. 763-777. - doi: 10.1007/s10853-006-6555-2.
  3. Consolidation/synthesis of materials by electric current activated/assisted sintering / R. Orrù, R. Licheri, A.M. Locci, A. Cincotti, G. Cao // Materials Science & Engineering: R: Reports. - 2009. - Vol. 63, iss. 4-6. - P. 127-287. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.mser.2008.09.003.
  4. Spark plasma sintering of metals and metal matrix nanocomposites: a review / N. Saheb, Z. Iqbal, A. Khalil, A.S. Hakeem, N.A. Aqeeli, T. Laoui, A. Al-Qutub, R. Kirchner // Journal of Nanomaterials. - 2012. - Vol. 2012. - Art. 983470. - 13 p. - doi: http://dx.doi.org/10.1155/2012/983470.
  5. The influence of premolding load on the electrical behavior in the initial stage of electric current activated sintering of carbonyl iron powders / Y. Ye, X. Li, K. Hu, Y. Lai, Y. Li // Journal of Applied Physics. - 2013. - Vol. 113, iss. 21. - P. 214902. - doi: http://dx.doi.org/10.1063/1.4808339.
  6. Aman Y., Garnier V., Djurado E. Pressure-less spark plasma sintering effect on non-conventional necking process during the initial stage of sintering of copper and alumina // Journal of Materials Science. - 2012. - Vol. 47, iss. 15. - P. 5766-5773. - doi: 10.1007/s10853-012-6469-0.
  7. Никулина А.А. Формирование неоднородной структуры железоуглеродистых сплавов спеканием частиц разнородных сталей // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2016. - № 3 (72). - С. 52-61. - doi: 10.17212/1994-6309-2016-3-52-61.
  8. Bonifacio C.S., Holland T.B., Benthem K. van. Evidence of surface cleaning during electric field assisted sintering // Scripta Materialia. - 2013. - Vol. 69, iss. 11-12. - P. 769-772. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.scriptamat.2013.08.018.
  9. Oxide reduction effects in SPS processing of Cu atomized powder containing oxide inclusions / R. Collet, S. le Gallet, F. Charlot, S. Lay, J.M. Chaix, F. Bernard // Materials Chemistry and Physics. - 2016. - Vol. 173. - P. 498-507. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.02.044.
  10. The critical role of heating rate in enabling the removal of surface oxide films during spark plasma sintering of Al-based bulk metallic glass powder / X.P. Li, M. Yan, H. Imai, K. Kondoh, G.B. Schaffer, M. Qian // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2013. - Vol. 375. - P. 95-98. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2013.05.001.
  11. Ti3SiC2-Cu composites by mechanical milling and Spark Plasma Sintering: possible microstructure formation scenarios / D.V. Dudina, V.I. Mali, A.G. Anisimov, N.V. Bulina, M.A. Korchagin, O.I. Lomovsky, I.A. Bataev, V.A. Bataev // Metals & Materials International. - 2013. - Vol. 19, iss. 6. - P. 1235-1241. - doi: 10.1007/s12540-013-6015-x.
  12. Bokhonov B.B., Dudina D.V. Recrystallisation-accompanied phase separation in Ag-Fe and Ag-Ni nanocomposites: a route to structure tailoring of nanoporous silver // RSC Advances. - 2013. - Vol. 3, iss. 31. - P. 12655-12661. - doi: 10.1039/C3RA41377B.
  13. Dudina D.V., Bokhonov B.B. Elimination of oxide films during Spark Plasma Sintering of metallic powders: a case study using partially oxidized nickel // Advanced Powder Technology. - 2017. - Vol. 28, iss. 2. - P. 641-647. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.apt.2016.12.001.
  14. Dudina D.V., Bokhonov B.B., Mukherjee A K. Formation of aluminum particles with shell morphology during pressureless Spark Plasma Sintering of Fe-Al mixtures: current-related or Kirkendall effect? // Materials. - 2016. - Vol. 9, iss. 5. - P. 375. - doi: 10.3390/ma9050375.
  15. Zhang P., Li S.X., Zhang Z.F. General relationship between strength and hardness // Materials Science & Engineering: A. - 2011. - Vol. 529. - P. 62-73. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2011.08.061.
  16. Miller W.S., Humphreys F.J. Strengthening mechanisms in particulate metal matrix composites // Scripta Metallurgica & Materialia. - 1991. - Vol. 25, iss. 1. - P. 33-38. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/0956-716X(91)90349-6.
  17. Karczewski K., Stępniowski W.J., Jóźwiak S. Highly-porous FeAl intermetallic foams formed via sintering with Eosin Y as a gas releasing agent // Materials Letters. - 2016. - Vol. 178. - P. 268-271. - doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2016.05.047.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).