Детальная информация

Название: Алюминиевые композиты, упрочненными различными формами углерода: научный доклад: направление подготовки 22.06.01 «Технологии материалов» ; направленность 22.06.01_01 «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов»
Авторы: Юнусов Фируз Абдукадимович
Научный руководитель: Толочко Олег Викторович
Организация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт машиностроения, материалов и транспорта
Выходные сведения: Санкт-Петербург, 2022
Коллекция: Научные работы аспирантов/докторантов; Общая коллекция
Тематика: Композиционные материалы; Рентгеноструктурный анализ; механический размол; легирующий элемент; микроструктура; механические свойства; трибология; механизм трения; износ; mechanical milling; alloying element; microstructure; mechanical properties; tribology; friction mechanism; wear
УДК: 620-419.8; 539.26
Тип документа: Научный доклад
Тип файла: Другой
Язык: Русский
Уровень высшего образования: Аспирантура
Код специальности ФГОС: 22.06.01
Группа специальностей ФГОС: 220000 - Технологии материалов
Права доступа: Текст не доступен в соответствии с распоряжением СПбПУ от 11.04.2018 № 141
Дополнительно: Новинка
Ключ записи: ru\spstu\vkr\17983

Аннотация

Композиционные материалы на основе Al, армированные фуллереновой сажей, были успешно получены методом высокоэнергетического шарового измельчения с последующим горячим прессованием и экструзией. Материалы были проанализированы с помощью оптических и РЭМ-исследований, рентгеноструктурного анализа, XPS-анализа и микротвердости. Спрессованный композит Al-С приобрел сложную дисперсно-упрочненную структуру, состоящую из матрицы Al и углеродных наночастиц, внедренных в нее и когерентно связанных с матрицей через тонкий карбидный межфазный слой. Показано влияние легирования на структуру и свойства композиционных материалов. Добавление меди и никеля привело к формированию более плотной структуры и увеличению твердости, а добавление титана и цинка практически не сказалось на структуре и твердости композита. Трибологические свойства композиционных материалов алюминий-фуллереновой сажи с легирующим элементом исследуются и сравниваются с результатами композитов алюминий-фуллереновой сажи, полученных при аналогичных условиях. Морфология поверхностей износа была исследована с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Добавление меди и никеля привело к изменению механизма трения от окислительно-адгезионного с микрорезанием к окислительному с микрорезанием. Полученные композиты имеют отличные прочностные характеристики (660 МПа) и удовлетворительную пластичность (4,5%). Было показано, что разработанные композиты на основе Al могут успешно конкурировать с лучшими алюминиевыми сплавами, используемыми для производства электрических проводов.

Al-based composite materials reinforced with fullerene soot were successfully obtained by high-energy ball milling followed by hot pressing and extrusion. The materials were analyzed by optical and SEM studies, X-ray structural analysis, XPS analysis, and microhardness. The compressed Al-C composite acquired a complex dispersion-strengthened structure consisting of an Al matrix and carbon nanoparticles embedded in it and coherently bonded to the matrix through a thin carbide interfacial layer. The influence of alloying on the structure and properties of the composite materials is shown. The addition of copper and nickel led to the formation of a denser structure and increased hardness, while the addition of titanium and zinc had almost no effect on the structure and hardness of the composite. The tribological properties of aluminum-fullerene carbon black composites with the alloying element are investigated and compared with the results of aluminum-fullerene carbon black composites obtained under similar conditions. The morphology of the wear surfaces was examined using scanning electron microscopy (SEM). The addition of copper and nickel resulted in a change in the friction mechanism from oxidation-adhesion with micro-cutting to oxidation-adhesion with micro-cutting. The resulting composites have excellent strength characteristics (660 MPa) and satisfactory ductility (4.5%). It has been shown that the developed Al-based composites can successfully compete with the best aluminum alloys used for the production of electrical wires.