Введение к работе
Актуальность работа.
Ультрадисперсные материалы (УДМ) характеризуются набором необычных физико-химических свойств, обусловленных большой удельноЛ поверхностью частиц и особым состоянием атомов в приповерхностном слое. Поэтому уда представляют значительный научный, интерес кок самостоятельные объекты исследования. С использованием УДИ получают материалы с уникальными характеристиками.
Установлено, что физико-химические характеристики УДМ зависят от способа получения. Поэтому разработка новых методов синтеза является актуальной научной задачей. Принципиальным отличием предлагаемого метода получений от существувшх является то, что исходный материал подвергается импульсному нагреву и сжатию вследствии воздействия ударних волн, генерируемых от контактного заряда взрывчатого вещества (ВЗ). Синтез осуществляется в герметичній взрывных камерах без применения ампул сохранения, что позволяет на стадии разлета создать благоприятные условия для стабилизации полученного продукта в ультрадисперсним состоянии. При наличии в атмосфере взрывной камеры газа, химически активного к исходному материалу. возможно на стадии разлета организовать протекание различных химических реакций.
Изучение процессов, происходящих при ударно-волновом нагружо-жл исходного материала, разгрузке, последующем разлете и исследование свойств полученных' порошков, позволяем определить параметры синтеза наиболее благоприятные для формирования вещества и ультра-дисперсном состоянии.
Цель работы,
Цель» данной работы является изучение физических процессов происходящих в порошковых материалах с малой насыпной плотностью при воздействии на них ударных волн, при разгрузке и последующем разлете в инертную или химически активную атмосферу. Исследование возможности получения порошковій материалов в ультрадисгерсном состояния, при использовании импульсного нагрева и'сжатия походного' вещества вследствии воздействия ударных еолн, генерируемых от контактного заряда взрывчатого вещества. Исследование свойств синтезированных материалов. .
U?Ji'ULiaJifi-6.l32tia=. Впервые:
исследован процесс ударно-волнового нагружения порошковш: v її'риалов с малой насыпной плотностью, включающий разгрузку as-'Ц'-сїе?:і и последующий разлет в различные газовые атмосферы;
определено влияние параметров ударно-волнового нагружешія, характеристик газовой атмосферы взрывной камеры и исходного вещества на свойства получаемого материала;
исследован процесс ударно-волнового нагру:;:ения сред типа селе"! гидроокисей металлов, о целью стабилизации размера первичных 'истиц и перевода их в стабильные кристаллические модификации окиси без увеличения размеров;
изучены Фазовые it структурные превращения соединений циркония при импульсном воздействии и при последующем отжиге;
- получен рад ношх материалов в ультрадисперсної.: состоянии и исследованы их свойства.
Шэакткческая ценность работ».
Создан новий способ получения порошковых материалов, в том '-июле в ультрадисперсном состоянии.
Показано, что использование- синтезированного ультрадисперсного порошка оксида алюминия в качестве модифицирующих добавок к твердосплавній композитам приводит к возрастанию прочностных и эксплуатационных характеристик. Изготовлены и реализованы оштко-проигш-ленші:> партии модифицированного твердосплавного инструмента и волочильной оснастки. Работа защищена авторским свидетельство:.?.
На основе синтезированных ультрадисперсних материалов создан керамически композит А1203 _'- Zr02(Y203) с- выеокоплотной "сотовой" структурой, состоящей из двух взаимопроникающих каркасов . оксидов алюминия и циркония. Автор заюшает:
результаты экспериментального исследования влияния параметров ударно-Болнового нагруаения, химического состава и начального давления газовой атмосферы взрывной камеры, характеристик исходной высокопористой металлической среды на реализуемые при разлете режимы горения металла и свойства синтезированных порошков;
результаты экспериментального определения области параметров синтеза, наиболее благоприятных для получения материалов в ультрадисперсном состоянии;
' 4
физическую модель процессов, происходящих в порошковых материалах с малой насыпной плотностью при воздействии на них ударных волн, при разгрузке и последующем разлете-в инертнув или химически активную атмосферу:
результата экспериментального изучения физико-химических характеристик синтезированных материалов;
факт и физическую j/одель процесса образования и роста ультрадисперсних нитевидных кристаллов оі«ои магния и углеродных образований типа воронок при взрывном синтезе;
концепцию стабилизации высогсотекппратуршк кристаллических модификаций, размеров первичных частиц геля гидроокиси циркония и частиц гидратнровашюй скисн циркония в аморфном состоянии при ударно-волновом воздействии;
факт стабилизации метастабильних Оаз ($-фага А1203 и кубическая модификация Zr02) вследствии малого размера частиц и метода получения.
Апробация работа.,
Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзных и Международных конференциях: на I Краевой научно-практической конференции иододых ученых (Красноярск. 1985), на VII сессии секции "Ультрадисперсний системы" Научного Совета АН СССР "Физика, химия и механика поверхности" (Черноголовка, 1ЭЯ7>, на IV Всесоюзном совещании по детонации (Гєлзби. 1983).- на Z І'сесокзяоі'і конференции "Физикохигш ультрадисперсних систем" (врмалг. 1989).' на 16 Всесоюзной конференции "Порошковая металлургия" (Свердловск, 1989), -на 5 Всесоюзном семинаре "Дисперсные ісристаллнческие порошки" (Киез-Дрогобцч, 1989), на 1 Всесоюзной конференции " Кластерные' материалы". (Ижевск, 1991), на V Всесоюзной совещании т детонации (Красноярск.1991). на 2 Международной конференции по иаио-техшлошям НАНО-П (Москва, 1993), на Конференции "Кснверсия-93" (Самара. 1993), на Конференции "Новые технологии получения слоистых и лсроижовых материалов, композиционных покр.'-пнй" (Сочи. 1993). на Конференции "Получение, свойства и применения энергонасыщенных ультрадисперсних порошков металлов и их соединений" (Тсмск,1993).
Публикации.
По материалам диссертации опубліковано 23 печатных работ, получено 1 авторское свидетельство.
СТРУШРа. ,и рбъек диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, содержит 165 страниц машинописного текста, 63 рисунков, 11 таблиц и 168 библиографических ссылок.