Институт Материаловедения ХНЦ ДВО РАН // важнейшие результаты

Основные результаты научных исследований // 2016

Исследованы закономерности формирования электроискровых покрытий из алюминида титана Ti₃Al с добавкой карбида бора в качестве упрочняющей фазы на титановый сплав ВТ20. В процессе электроразрядного осаждения и взаимодействия анодного материала с титаном в легированных слоях формируются TiB₂ и TiC. За счет нанесение интерметаллидного покрытия в среде азота и аргона стойкость сплава к микроабразивному износу возрастает в 2 раза, что значительно выше по сравнению с Ti₃Al-Al₂O₃ и Ti₃Al-WC покрытиями.

Стойкость Ti3Al покрытий к микроабразивному изнашиванию в зависимости от добавок и газовой среды, в которой наносились покрытия.

Стойкость Ti₃Al покрытий к микроабразивному изнашиванию в зависимости от добавок и газовой среды, в которой наносились покрытия.

Публикации

1 Пячин С.А., Бурков А.А., Власова Н.М., Кириченко Е.А. Влияние добавок оксидов и карбидов металлов на свойства интерметаллидных Ti₃Al электроискровых покрытий. Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2016. Т. 13. № 2. С. 168-173

2. Получены каталитические покрытия (CuMoO₄, K_1,2Cu_0,4Fe₂O₄, ZnMn₂O₄, K₂Ti₄O₉) на оксидированных поверхностях нихрома и титана. Показано, что наноразмерная структура оксидного слоя снижает размер частиц медно-молибдатного катализатора, нанесённого золь-гель методом. Среди исследованных каталитических систем наиболее высокая активность композиции CuMoO₄/NiCr при окислении дизельной сажи обусловлена ультрадисперсной структурой каталитического слоя и присутствием компонентов основы в его составе.

СЭМ изображения оксидных покрытий, сформированных различными методами: а - на нихроме, б, в, г, д, е -на титане. На вставках - медно-молибдатный слой, нанесённый золь-гель методом

Публикации

Лебухова Н.В., Чигрин П.Г., Кириченко Е.А. Влияние калия на структуру и каталитические свойства K_1.2 Cu_0.4Fe₂O₄. // Неорганические материалы. 2016. Т. 52, № 5. С. 510-516

1. Методами порошковой металлургии получены сплавы на основе алюминида титана с упрочняющими карбидными и боридными фазами. Показано, что увеличение карбоборирующей добавки В₄С с 10% до 15 мас.% приводит к образованию композиционного материала, содержащего в качестве основы МАХ-фазу Ti₂AlC с включениями TiB₂ и карбонитрида титана, микротвердость материала 3,0 - 6,8 ГПа (среднее значение - 4,0 ГПа). С уменьшением содержания В₄С до 5 мас.% композиционный материал состоит из основной фазы Ti₃Al с включениями МАХ-фазы Ti₂AlC, TiB₂, TiC_0,3N_0,7, при этом его микротвердость равна 2,6-4,6 ГПа (среднее значение - 3,6 ГПа).

Рентгеновские дифрактограммы композиционного материала с различной добавкой B4C при оптимальной температуре 14000 С и продолжительности испытания 1 час: r-Ti3Al; ў-TiB2; ›-Ti2AlC; Ґ-TiC; -Ti3AlC2; -TiC0,7N0,3; ё-TiC0,3N0,7

Рентгеновские дифрактограммы композиционного материала с различной добавкой B₄C при оптимальной температуре 14000 С и продолжительности испытания 1 час: r-Ti₃Al; ў-TiB₂; ›-Ti₂AlC; Ґ-TiC; -Ti₃AlC₂; -TiC_0,7N_0,3; ё-TiC_0,3N_0,7

Публикации

Теслина М.А., Ершова Т.Б., Власова Н.М., Астапов И.А. Получение МАХ-фаз систем Ti-Al-C методом порошковой металлургии // Перспективные материалы. 2016. №3. С. 75-80.

Разработана методика спекания градиентных твердых сплавов с прогнозируемым распределением содержания углерода за счет выбора состава смеси газов CO+CO₂ на начальной стадии термообработки. Изотермическая выдержка сплава в газовой смеси при объемной концентрации CO от 75 % до 80% приводит к появлению положительного градиента концентрации углерода, а при объемной концентрации CO менее 65% - к отрицательному градиенту концентрации углерода

Распределение концентрации углерода по глубине сплава WC-8Co-0.4VC-0.4Cr3C2, спечённых без выдержки (?) и после выдержки в атмосфере с содержанием CO: 0% (-), 35% (+), 65% ("), 72,5% (?), 75% (?), 77,5% ( ), 80% ("), (б) микроструктура сплава WC-8Co-0.4VC-0.4Cr3C2.

Публикации

Дворник М.И., Ершова Т.Б., Зайцев А.В. Исследование физико-механических свойств среднезернистого, субмикронного и ультрамелкозернистого твердых сплавов полученных традиционным спеканием. В книге: V Международная конференция-школа по химической технологии. Сборник тезисов докладов сателлитной конференции ХХ Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: в 3х томах. 2016. С. 187-189.

Методами порошковой металлургии получены вольфрамсодержащие твердые сплавы с добавками карбида хрома в качестве ингибитора роста зерна. Установлено, что 1 масс.% добавка Cr₃C₂ в сплав ВК8 увеличивает коэффициент переноса вещества анода на подложку из стали 35 при нанесении электроискрового покрытия по сравнению со стандартным сплавом ВК8. Добавка 0,4% Cr₃C₂ + 0,4% VC в электродных материалах на основе ВК8 повышает коррозионную устойчивость покрытий и снижает их шероховатость

(а) СЭМ-изображение шлифа электроискрового покрытия на основе карбида вольфрама с 1% добавки карбида хрома на стали 35; (б) профили распределения элементов в покрытии.

Публикации

Николенко С.В., Сюй Н.А. Характеристики электроискровых покрытий, нанесенных на сталь 45 электродами на основе карбидов вольфрама и титана // Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XIV региональной научной конференции. С. 230-234. 2016 г. Хабаровск.

Исследовано влияние параметров электроискровых разрядов и состава электродных материалов на основе карбида титана с добавками никель-молибденовой связки и оксида бора на характеристики микрорельефа поверхности и скорость микроабразивного износа электроискровых покрытий. Определено, что с уменьшением длительности разрядных импульсов с 80 до 20 мкс шероховатость поверхности снижается. Введение 1-2% борсодержащего сырья в анодный материал приводит к росту износостойкости и к снижению шероховатости формируемого электроискрового покрытия

Кривая Аббота. Длительность импульсов: (а) 20 мкс; (б) 80 мкс. Частота - 400 Гц. Анод: Д0 - 70% TiC + 30% (Ni+Mo); Д2 - 70% TiC + 29% (Ni+Mo) + 1% датолитового концентрата; Д4 - 70% TiC + 28% (Ni+Mo) + 2% датолитового концентрата.

Публикации

Николенко С.В., Верхотуров А.Д., Сюй Н. А., Кузьмичев Е.Н. Влияние параметров электроискрового разряда на шероховатость и микроабразивный износ поверхности стали 45 после ЭИЛ электродами на основе TiC // Электронная обработка материалов. 2016. Т. 52. № 4. С. 30-37

Методом лазерной абляции были получены фотокаталитические наночастицы (10 - 200 нм) диоксида церия. С помощью электронной микроскопии и рентгенофазового анализа показано, что структура аблированных наночастиц является кубической. По данным спектроскопии характеристических потерь энергии электронов определен их полуколичественный состав элементов кислорода и церия. На основе анализа спектральных данных сделан вывод о значительной концентрации кислородных вакансий в структуре аблированных наночастиц CeO₂

Рентгеновские дифрактограммы: a) исходный материал мишени для лазерной абляции CeO2; b) слой наночастиц CeO2, аблированных при интенсивности ЛИ 1010 Вт/м2

Рентгеновские дифрактограммы: a) исходный материал мишени для лазерной абляции CeO₂; b) слой наночастиц CeO₂, аблированных при интенсивности ЛИ 10¹⁰ Вт/м²

Публикации

Пугачевский М.А. Формирование структурных дефектов в наночастицах CeO₂ при лазерной абляции // Письма в Журнал Технической Физики. 2017. Т.43. В4

Изучены условия получения сплавов алюминида никеля NiAl с боридом вольфрама W₂B₅ и боридом молибдена Mo₂B₅ методом высокотемпературного синтеза. Установлено, что микротвердость композитов превышает микротвердость алюминида никеля в 2,5-3 раза. Полученные композиционные материалы использованы для создания покрытий методами электроискрового легирования и магнетронного распыления. Наиболее качественные покрытия, с сохранением в структуре боридной фазы, сформированы магнетронным распылением

Микроструктура мишени NiAl-MoВ (а) и излом полученного покрытия (б)

Публикации

В.В. Гостищев, И.А. Астапов, А.В. Середюк, С.Н. Химухин, Хосен Ри. Высокотемпературный синтез композитов на основе алюминидов никеля // Неорганические материалы. - Т.52, №4. - 2016. - с. 464-467.
2 publ

Проведено квантово-механического моделирование сдвига в γ-TiAl вдоль двух направлений [11-2] и [110] (направление скольжения) и исследовано изменение атомной структуры и полной энергии в зависимости от величины смещения. В диапазоне смещений порядка 2-х периодов решетки в направлении сдвига [11-2] наблюдается периодичность процессов растяжения и разрыва межатомных связей. Энергетический барьер при сдвиге вдоль направления скольжения [110] ниже в 1,5 раза по сравнению с направлением [11-2].

Публикации

Гниденко А.А. Моделирование сдвигового разрушения в однородных слоях α- и β-фаз титана // Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование. Материалы XIV региональной научной конференции. Хабаровск, 2016. С. 102-105.

Разработан способ синтеза фотокатализаторов на основе висмутата кальция для очистки воды от органических соединений под действием света с длиной волны более 410 нм. Синтезированные частицы имеют размер 30-70 нм и удельную площадь поверхности до 12-18 м²/г, значительно более высокую по сравнению с фотокатализаторами того же состава, получаемых традиционным твердофазным синтезом. Проведенные исследования показывают, что в системе Bi₂O₃-СаO наиболее перспективными катализаторами видимого света являются твердые растворы на основе СаBi₆O₁₀ в низкотемпературной орторомбической модификации с наибольшим содержанием кальция.

Публикации

Штарев Д.С., Штарева А.В., Зайцев А.В. Исследование токсического воздействия продуктов фотостимулированного разложения фенола при использовании катализатора висмутат кальция-оксид висмута. Вопросы естествознания. 2016. №2(10). С.23-28.