Введение к работе
Актуальность темы исследования. Интерметаллиды — класс материалов, занимающий промежуточное положение между метал памп и керамиками, и своими уникальными свойствами привлекающий пристальное внимание ученых и технологов.Алюминиды никеля, в частности, благодаря высокой жаростойкости и низкой плотности, являются перспективными конструкционными материалами для аэрокосмического и автомобильного двигателестроения. Рабочие температуры алюминидов никеля выше рабочих температур применяемых ныне в промышленности никелевых сплавов, a NiAl является самым тугоплавким соединением в системе Ni - А1.
Однако широкое применение алюминидов никеля ограничено отсутствием дешевого и доступного способа получения изделий из них. Способом литья можно получать лишь небольшие хрупкие заготовки, которые с трудом поддаются последующей механической обработке. Методы порошковой металлургии дают возможность получать более мелкозернистые изделия заданной формы, а измельчение зерна приводит к увеличению пластичности материала. Однако коммутирование и спекание жестких и хрупких частий, интерметаллидов требуют очень высоких давлений и температур, процессы получения изделий многостадийны и трудоемки. Наиболее перспективным на данном этапе развития проблемы является способ реакционного спекания, в котором образование интерметаллида происходит при спекании смеси порошков исходных компонентов. При этом одним из основных условий получения качественного изделия является точное соблюдение равномерного стехиометрическогосостава по всему объему заготовки. Соблюсти это условие при механическом смешивании порошков довольно сложно, главным образом из-за разности удельных масс никеля и алюминия.
В этой связи получение однородной порошковой композиции Ni-AI, выбор условий ее компактирования и спекания представляют несомненный теоретический и практический интерес, определяемый актуальностью разработок новых технологий получения изделий из интерметаллидов.
Цель работы; Применительно к задачам получения новых металлических материалов и изделий из них целью настоящей работы явилась разработка процесса получения плакированного алюминием никелевого порошка зада иного состава методом термического разложения металлоорганических соединений и выбор режимов его реакционного спекания. При этом решались следующие задачи' выбор
оптимальных условий алюминирования и пассивирующей обработки плакированного порошка;
исследование свойств порошков, алюминиропанных в различных режимах;
исследование свойств продуктов спекания алюминированных порошков;
исследование свойств моноалюминида никеля, полученного реакционным спеканием плакированного порошка, п сравнении со свойствами литого материала.
Научная новизна. Впервые разработан процесс жидкофазного алюминирования никелевого порошка в эфиротолуольном растворе хлоргидридных производных алюминия. Исследованы физико-химические свойства плакированных порошков и их поведение при спекании» Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в сочетании с компактированием получены образцы плотного беспористого моноалюминида никеля. Исследованы механические свойства, жаростойкость и электрохимическое поведение полученного материала в различных средах.
Дёстоверность полученных результатов обеспечена применением современных методов физико-химического анализа: оптической и раетронойЭлектронной микроскопии для определения микроструктуры порошков и спеченных компактов; термогравиметрин, термо-кондуктометрии, рентгеноэлектронной спектроскопии для исследования свойств алюминировамных порошков; рентгенофазового анализа и ртутной порометрии для исследования свойств спеченных компактов; дифференциально-термического анализа для исследования поведения алюминированных порошков при спекании.
Практическая значимость. Работа проводилась в рамках плановой тематики ИМЁТ РАН и Государственной научно-технической программы "Новые металлические материалы", предусматривающих разработку физико-химических основ процессов получения перспективных металлических материалов. Научные результаты работы и их обобщенное изложейис являются физико-химической основой технологической разработки способа получения изделий заданной формы из алюминидов переходных металлов на примере МіАІ — наиболее тугоплавкого соединения в системе Ni-AI. Использование и качестве исчодного материала алюминйрованных порошков позволяет.избавиться от Недостатков, присущих существующим способам, и обеспечивает получение беспористого материала, не уступающего по свойствам эталонным образцам литого NiAI.
Atifn игами* рабогм. Рслульта ты работ».! доложены и обсуждены на
II Всесоюзном симпозиуме по перспективным металлическим материалам (Москва, 12-17 мая 1991 г.), ряд положений работы опубликован VI Всесоюзным совещанием по применению металлоорганиче-ских соединений для получения неорганических покрытий»! материалов (Нижний Новгород, 16-18 сентября 1991 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ и получено 1 авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, обсуждения результатов, выводов и списка литературы, насчитывающего 119 наименований, и изложена на 126страницах машинописного текста, включая 25 рисунков и 5 таблиц.