Статьи автора

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

Номер выпуска 1 от 14.09.2025

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.

3 0

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез высокоэнтропийных карбидов и боридов: особенности горения

Номер выпуска 2 от 14.09.2025

В последнее время появляются работы, посвященные получению и исследованию высокоэнтропийной керамики, в частности высокоэнтропийных карбидов и боридов. Предполагается, что свойства ВЭК благодаря искаженности кристаллической структуры будут превосходить свойства одно- или двухкомпонентных боридов и карбидов. В работе исследовано влияние соотношения компонентов и поджатия образцов на скорость их горения и удлинение, морфологию и фазовый состав продуктов синтеза в системе х(Ti+Hf+Zr+Nb+Ta+5С)+(1 – х)(Ti+Hf+Zr+Nb+Ta+10В). С увеличением в составе смесей содержания бора, скорость горения образцов возрастала. Обнаружено существенное влияние примесного газовыделения на процесс горения образцов. Скорость горения поджатых образцов значительно возросла. Удлинение образцов возрастало при увеличении содержания углерода в составе смеси. Из-за значительного удлинения продукты синтеза обладали высокой пористостью, из них легко получались порошки. Методом ренгенофазового анализа в составе продуктов горения смеси Ti+Hf+Zr+Nb+Ta+10B зафиксированы рефлексы высокоэнтропийного диборида [Ti, Hf, Zr, Nb, Ta]B₂. В составе продуктов синтеза смеси Ti+Hf+Zr+Nb+Ta+5C идентифицированы три многоэлементных карбида: средне энтропийный [Ti, Hf, Ta]С и два высокоэнтропийных – [Ti, Hf, Zr, Ta]С и [Ti, Hf, Zr, Nb,Ta]С. Продукты горения смеси 50%(Ti+Hf+ +Zr+Nb+Ta+5C)+50%(Ti+Hf+Zr+Nb+Ta+10B) содержат в составе пять многоэлементных высокоэнтропийных фаз: два диборида и три карбида на основе твердых растворов металлов. В данной работе впервые методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) получена высокоэнторопийная керамика, содержащая в составе высокоэнтропийные карбиды и бориды. Метод СВС позволяет осуществлять синтез в одну стадию, варьируя состав продуктов. Результаты работы могут быть использованы при получении высокоэнтропийной керамики в системе х(Ti+Hf+Zr+Nb+Ta+5С)+(1 - х)(Ti+Hf+Zr+Nb+Ta+10В).

1 0

Проверка выводов микрогетерогенной модели безгазового горения на макроскопическом уровне

Номер выпуска 3 от 14.09.2025

В работе проведено сравнение скоростей горения двух фракций механически активированных смесей Ni + Al. Изучалось горение спрессованных образцов и образцов насыпной плотности. Основная цель работы состояла в экспериментальной проверке основных выводов микрогетерогенной модели безгазового горения на макроуровне на примере активированной смеси Ni + Al. Исследованы относительное удлинение, скорость горения образцов, макроструктура и фазовый состав продуктов синтеза. Скорость горения сохраняется при изменении плотности образцов и незначительно увеличивается при уменьшении размера композитных частиц. Установлено, что прессованные образцы при горении удлиняются сильнее образцов из насыпной плотности. Образцы, состоящие из крупных частиц, в процессе горения удлиняются сильнее, чем образцы, состоящие из более мелких частиц. Фазовый состав продуктов горения зависит от фракции композитных частиц и плотности образцов. Предложено объяснение наблюдаемых в работе закономерностей.

0

Влияние содержания никеля и механической активации на горение в системе 5Ti + 3Si + <i>х</i>Ni

Номер выпуска 3 от 14.09.2025

В системе 5Ti + 3Si + хNi методами самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и механосинтеза синтезированы интерметаллидные сплавы. Проведено исследование влияния содержания никеля на морфологию, размер и выход композитных частиц после механической активации (МА) смесей. Изучены зависимости максимальных температур и скоростей горения, фазового состава, морфологии и удлинения образцов продуктов синтеза от содержания никеля для исходных и МА-смесей. В условиях экспериментов, проводившихся в данной работе, процесс горения удалось реализовать, и при этом образцы сгорали полностью при содержании никеля от 10 до 60 мас. % в системе 5Ti + 3Si + хNi. После МА образцы из смеси 5Ti + 3Si сгорели до конца, а в процессе активации смеси 5Ti + 3Si + 40% Ni произошел механохимический синтез. Установлено, что с увеличением содержания никеля температура горения убывает, а скорость горения ведет себя немонотонно. Размер композитных частиц возрастает и уменьшается выход смеcи после механической активации. Последняя практически не повлияла на максимальные температуры горения смесей 5Ti + 3Si + хNi. Зафиксировано многократное (от 0.7 до 2.9 см/с) увеличение скорости горения образцов из МА-смесей с возрастанием содержания Ni от 20 до 30 мас. %. Показано, что возрастание содержания никеля приводит к увеличению содержания тройных фаз и количества расплава в продуктах синтеза смесей 5Ti + 3Si + хNi.

0

Влияние содержания кобальта и механической активации на горение в системе Ni + Al + Co

Номер выпуска 4 от 14.09.2025

В работе исследовано влияние механической активации (МА) и содержания кобальта на скорость и максимальную температуру горения, удлинение образцов в процессе синтеза, размер композитных частиц смеси после МА, фазовый состав и морфологию продуктов горения в системе Ni + Al + Co. Активация смеси Ni + Al + xCo позволила реализовать горение образцов при комнатной температуре и содержании кобальта до 50 мас. %. Увеличение содержания кобальта в смесях Ni + Al + хCo приводило к уменьшению размера композитных частиц после МА, удлинения образцов продуктов и максимальной температуры синтеза. После МА многократно возросли удлинение образцов продуктов и скорость горения, увеличилась максимальная температура синтеза. С увеличением содержания кобальта в смеси Ni + Al + Co скорость горения сначала возрастает (при содержании Со 10%), а затем убывает. Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза синтезированы твердые растворы на основе интерметаллидов NiAl и Ni₃Al.

0