Academic literature on the topic 'Металеві композиційні матеріали'

Електроосадження сплавів молібдену, вольфраму і цирконію з кобальтом з білігандних електролітів на імпульсному струмі дозволило отримати композиційні покриття з унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей, недосяжних при використанні інших методів нанесення. Окрім складу отриманих композиційних електролітичних покриттів на каталітичне виділення водню впливають характеристики їх поверхні, зокрема рельєф і морфологія. Дослідження топографії поверхні проводили за допомогою сканівного атомно-силового мікроскопа контактним методом. Порівняно топографію поверхні осаджених покриттів і показано, що найбільш рівномірно розвиненими і мікроглобулярними є композити складу Со-Мо-WOx і Со-Мо-ZrО2. Електролітична реакція виділення водню є багатостадійним процесом, тому для встановлення каталітичної активності композиційних сплавів на основі кобальту необхідно визначити механізм за яким відбувається даний процес. Оцінку електрокаталітичних властивостей композиційних електролітичних покриттів на основі сплавівкобальту різного складу здійснювали на підставі аналізу кінетичних параметрів модельної реакції виділення водню з розчинів електролітів різної кислотності. Визначено постійні Тафеля, коефіцієнти переносу, густину струму обміну для електрохімічного виділення водню на композиційних електролітичних покриттях сплавами кобальту. За величиною струму обміну електрохімічної реакції виділення водню на покриттях Со-Мo-WОх, Со-Мо-ZrО2, Co-W-ZrО2 встановлено їх високу електрокаталітичну активність порівняно із індивідуальними металами і бінарними сплавами. Встановлено, що електровідновлення водню на композиційних сплавах кобальту протікає за механізмом Фольмера-Тафеля з уповільненою стадією рекомбінації. Запропоновано схеми реакцій, за якимипротікає відновлення водню, якщо проміжним продуктом загального процесу є гідриди металів.

Мета. Встановлення закономірностей формування трифазного композиту при навуглецюванні залізних сплавів, легованих декількома карбідоутворюючими елементами, виявлення зв'язку структури поверхневого навуглецьованого шару з його властивостями, обґрунтування теоретичних і практичних основ виготовлення природних композиційних матеріалів з використанням хіміко-термічної обробки є метою даної роботи.Методика. Дослідження проводилися в лабораторних умовах шляхом хіміко-термічної обробки зразків заданого хімічного складу при різних параметрах. Фазові та структурні перетворення, що виникають при обробці, вивчали з використанням методів оптичної металографії та геометричної термодинаміки.Результати. Проведено дослідження закономірностей структуроутворення при навуглецюванні сплавів системи Fе-W-V-С з метою отримання теплостійких економнолегованих матеріалів. Вивчено механізми і природа фазових перетворень, а також взаємозв'язок структури поверхневого навуглецьованого шару з його властивостями. Обґрунтовано теоретичні та практичні основи отримання природних композиційних матеріалів з використанням методів хіміко-термічної обробки з метою виготовлення інструменту з більш високим рівнем теплостійкості та зносостійкості. Виходячи з аналізу структуроутворення, що відбувається при навуглецюванні сплавів системи Fе-W-V-С, встановили оптимальні температурно-концентраційні параметри навуглецьовання сплавів, при яких утворюється трифазний композиційний матеріал, що представляє собою аустенітну матрицю, армовану двома типами карбідів М6С і МС.Наукова новизна. Вперше в роботі встановили оптимальні температурно-концентраційні параметри навуглецюванні сплавів системи Fе-W-V-С, при яких утворюються структури колоніального типу, що представляють собою природний композит.Практична цінність. Можливість отримання металевих матеріалів з якісно вищим рівнем властивостей, які забезпечуються особливим характером структур зміцнюючих фаз, що формуються при хіміко-термічній обробці. Крім цього, розширення досліджень складнолегованих матеріалів, в яких при навуглецюванні в поверхневому шарі утворюється колоніальна аустенітно-карбідна структура, що представляє собою природний композит на базі одного або двох карбідів, вивчення закономірностей процесу кооперативного розпаду з утворенням трифазних колоній зробить певний внесок в теорію багатофазних перетворень.

Розглянуто основні матеріали для екранів електромагнітного випромінювання і методи їх виготовлення. Проаналізовано екрануючі властивості та електрофізичні характеристи­ки: будівельних матеріалів на основі шунгітових порід; наноструктурованих вуглеце­во­вмісних екранів електромагнітного випромінювання; екрануючих матеріалів на основі синтезу композиційних металоорганічних волокон, а також застосування трикотажно-в'язальної технології для виготовлення екранів і поглиначів електромагнітного випро­мінювання. Описано властивості матеріалів, отриманих на основі синтетичних та натуральних воло­кон, що містять нанорозмірні включення металів і сплавів. Означено перспективи та можливості технічного захисту інформації із застосуванням нових мате­ріалів і конструк­цій для екранування побічних електромагнітних випромінювань інфор­маційних прист­роїв й виробів електронної техніки та придушення негативного впливу електромаг­ніт­ного поля.

Сьогодні у людській діяльності використовують дуже велику кількість різних матеріалів. Ці матеріали відрізняться між собою механічними властивостями, кольором, хімічним складом. Широке розмаїття матеріалів становить завдання про збереження інформації про них та про її візуалізацію. Створено базу даних матеріалів та веб-застосунок, який дає можливість отримати доступ до інформації про різні види металів та їхні сплави, а також підібрати найближчі аналоги за допомогою функції інтелектуального пошуку. Для створення бази даних використано систему керування базами даних MySQL. Наповнення цієї бази даних відбувалось способом розроблення спеціальної програми-парсера. Ця програма переглядала сторінки з мережі Інтернет та виділяла інформацію про властивості матеріалів і зберігала їх до бази даних. Для візуалізації даних використано алгоритми зниження розмірності. Ці алгоритми спрямовані на відшукання такої проекції високовимірних даних на низьковимірний простір. Під час використання цієї проекції зберігаються всі внутрішні взаємозв'язки між даними. Це дало змогу побудувати відображення великовимірних даних на площину та візуалізувати їх. Для цього використано алгоритми Isomap, MDS, t-SNE. В такий спосіб розроблено базу даних матеріалів. Доступ до бази даних відбувається за допомогою веб-застосунку. Для зібраних даних побудовано візуалізації. За результатами візуалізації виявлено кластери матеріалів, які відповідають вже відомим класам матеріалів. Це підтверджує коректність побудови моделей візуалізації та зниження розмірності, а також правильність зібраної інформації.

У статті досліджено вплив технологічних параметрів виготовлення нових антифрикційних композиційних матеріалів на основі шліфувальних відходів сталі 7ХГ2ВMФ з твердим мастилом на структуру, механічні та триботехнічні властивості при високих швидкостях тертя (підшипники працюють при швидкості обертання до 700 об./хв. і тиску до 5,0 МПа в повітрі). Проілюстровано механізм формування структури нових матеріалів та її вплив на властивості після використання розроблених технологічних режимів. Така технологія здатна забезпечити мікрогетерогенну дрібнозернисту структуру. Структура композиту складається з матриці на основі відходів інструментальної сталі та рівномірно розподіленого твердого мастила CaF2. Металева матриця є перлітною і складається з α-твердого розчину на основі заліза та карбідів легуючих елементів. Така гетерогенна структура сприяє високому рівню антифрикційних властивостей при важких робочих умовах. Тверда змащувальна речовина CaF2 рівномірно розподіляється по поверхнях тертя. Фторид кальцію та хімічні елементи контактної пари утворюють антифрикційну плівку, яка забезпечує умови самозмащування. Продемонстрована можливість прогнозування та контролю поведінки антифрикційних матеріалів при високих швидкостях обертання шляхом вибору вихідних металевих шліфувальних відходів для забезпечення високого рівня функціональних властивостей. Використання шліфувальних відходів для отримання ефективних антифрикційних матеріалів дає можливість частково вирішувати глобальну проблему охорони навколишнього середовища.

Грибков Е. П., Кассов В. Д., Коваленко А. К. Визначення фізико-механічних властивостей металевих порошків для наплавлення // Обробка матеріалів тиском. – 2019. – № 2 (49). - С. 169-176. При моделюванні процесів обробки тиском порошкових матеріалів одним з головних параметрів є опис пластичних властивостей порошкової композиції. Не дивлячись на те, що відомими є коефіцієнти пластичності для більшості порошкових композицій, використання в складі порошкових сердечників електродів великої кількості легуючих добавок робить актуальним проведення експериментальних досліджень по визначенню їх фізико-механічних властивостей. У даній роботі представлені результати таких досліджень для порошку на основі хрому наступного складу: хром – 50 %, алюміній – 15 %, реліт – 35 %. Експериментальна установка представляла собою розрізну закриту матрицю з центруючим стрижнем і двома пуансонами. Використання розрізний матриці дозволило визначити крім осьових також радіальні напруження, а використання центруючого стрижня – знизити вплив дотичних напружень. Крім цього установка була оснащена цифровим датчиком лінійних переміщень, що разом з використанням месдоз для визначення осьових і радіальних напружень, а також цифрової апаратури для обробки сигналів дозволило отримати повну картину залежностей напружень від відносної щільності порошкового матеріалу. Знання поточної величини переміщення верхнього пуансона і рівня радіальних і осьових напружень під час деформування заготовки дозволило замінити серію дослідів одним експериментом. В результаті аналізу отриманих експериментальних даних були визначені залежності для коефіцієнтів, що входять в еліптичну умову пластичності для пористих матеріалів від відносної щільності. Визначено їх значення для досліджуваного матеріалу. Шляхом статистичного аналізу дані залежності були уточнені, при цьому коефіцієнт кореляції склав близько 0,99, що вище на 10 ... 14 % від відомих залежностей.

Досліджено особливості сорбційного вилучення важких металів (Cu(II), Cd(II), Zn(II), Co(II), Cr(VI)) зі складних за вмістом стічних вод, що містять суміш цих іонів, композитом на основі нанорозмірного заліза з використанням високоактивного дисперсного мінералу монтморилоніту як неорганічної матриці. Отримано залежності величин сорбції важких металів від рН. На основі моделей поверхневого комплексоутворення (модель дифузного подвійного шару (DDLM)) кількісно описано процеси сорбції. За селективністю досліджені катіони важких металів утворюють ряд Cu > Zn > Co > Cd, властивий як природному монтморилоніту, так і композиційному сорбенту. Встановлено, що одержаний композиційний матеріал має значно кращі сорбційні властивості щодо вилучення іонів важких металів із водних розчинів порівняно з природним монтморилонітом. Аналіз ізотерм сорбції проведено із застосуванням рівнянь Ленгмюра і Фрейндліха. Високі сорбційні характеристики композиційного сорбенту на основі нанорозмірного нульвалентного заліза і дисперсного силікату монтморилоніту щодо іонів важких металів обумовлюють перспективність його застосування в процесах очищення багатокомпонентних стічних вод гальванічних виробництв і гідрометалургійних підприємств.

Дисертація присвячена дослідженню двох типів металевих пористих матеріалів, що можуть застосовуватися у якості капілярних структур теплових труб, – моноволокнистих та композиційних волокнисто-порошкових структур. У результаті досліджень процесів теплопровідності металевих пористих матеріалів отримано залежності для інженерних розрахунків теплопровідності каркасу моноволокнистих і композиційних матеріалів. На основі експериментальних досліджень впливу характеристик металевих волокнистих матеріалів на процеси кипіння в умовах вільного руху води запропоновано формулу для інженерних розрахунків температурних напорів початку кипіння води на металопористих поверхнях. Експериментальні дані дозволили порівняти реальні значення коефіцієнтів тепловіддачі α з даними, отриманими за уточненою в даній роботі моделлю кипіння на пористих поверхнях. У результаті уточнення вдалося значно наблизити розраховані за моделлю величини α до експериментально отриманих даних і підтвердити адекватність моделі. Із застосуванням моделі було уточнено методику визначення внутрішнього термічного опору теплових труб з металевими пористими структурами. Виконаний цикл експериментальних досліджень теплових труб з металоволокнистими і теплових труб з композиційними капілярними структурами показав, що при роботі в горизонтальному положенні останні не поступаються за основними характеристиками тепловим трубам з волокнистими капілярними структурами, до того ж перевершують їх за максимальною теплопередавальною здатністю при роботі проти сил гравітації.
The dissertation is devoted to the investigation of two types of metal porous materials, which can be used as capillary structures of heat pipes – monofibrous and composite fibrous-powder structures. The dependences for engineering calculations of frame thermal conductivity for monofibrous and composite materials were obtained after the experiments of heat conduction processes in metallic porous materials. Multi-factor dependence for calculations of temperature difference of the water boiling beginning on metallic porous surfaces was proposed on the basis of the experimental studies of boiling in free water flow. The obtained experimental data allowed to compare the real values of heat transfer coefficients α with the data obtained by the model of boiling on porous surfaces (the KPI model) specified in the dissertation. As a result of model elaboration, It became possible to bring the calculated  values obtained by the experiments to the model calculated α values and to confirm the adequacy of the model. It was refined the method of internal thermal resistance determining in heat pipes with metal porous structures by the application of the KPI model. The cycle of experimental studies of heat pipes with monofibrous and composite capillary structures showed, that in horizontal position heat pipes with composite structures do not concede with the main characteristics (maximum heat transfer capacity and thermal resistance) to the heat pipes with monofibrous capillary structures. In addition, maximum heat transfer capacity of composite heat pipes has higher values, than the same one of mono-fibrous pipes, when working against the forces of gravity.
Диссертация посвящена исследованию двух типов металлических пористых материалов, которые могут быть использованы в качестве капиллярных структур тепловых труб – моноволокнистых и композиционных волокнисто-порошковых структур. В результате исследований процессов теплопроводности металлических пористых материалов получены зависимости для инженерных расчетов теплопроводности каркаса моноволокнистих и композиционных материлов. Многофакторные зависимости характеризуют взаимосвязь между теплопроводностью каркаса материалов и их структурными характеристиками. Однофакторные функции вида λ кс = f(П) позволили сравнить теплопроводность композиционных и моноволокнистих структур, в результате чего было установлено, что коэффициенты теплопроводности λ кс композиционных капиллярных структур несколько ниже, чем у моноволокнистых структур, для одинаковых диапазонов пористости. Однако это различие в значениях λ кс является незначительным. На основе экспериментальных исследований влияния характеристик металлических волокнистых материалов на процессы кипения в условиях свободного движения воды предложено формулу для инженерных расчетов температурных напоров начала кипения воды на металловолокнистых пористых поверхностях. Полученные в работе результаты удовлетворительно коррелируются с известными данными, однако существуют и определенные различия, которые влияют на уменьшение температурных напоров закипания при одинаковых значениях пористости капиллярных структур. Исследование температурного напора начала кипения на пористых поверхностях позволило определить, что для пористых медных образцов данный температурный напор составляет 0,5-2,0 ⁰С, в то время как температурный напор начала кипения на относительно «гладких» технических поверхностях – от 7 до 12 ⁰С. Экспериментальные данные позволили сравнить реальные значения коэффициентов теплоотдачи α с данными, полученными по уточненной в данной работе модели кипения на пористых поверхностях (модель КПИ). В результате уточнения удалось значительно приблизить рассчитаные по модели величины α к экспериментальным значениям и подтвердить адекватнисть модели. Анализ полученных экспериментальных данных кипения на металлических пористых поверхностях свидетельствует о том, что медные волокнистые структуры средней пористости (40-50 %) в диапазоне толщин от 0,5 до 1,0 мм позволяют обеспечить наибольшие значения коэффициентов теплоотдачи α, по сравнению с металлическими волокнистыми структурами других диапазонов пористостей и толщин, исследованными в данной работе. Также с применением модели кипения КПИ была уточнена методика определения внутреннего термического сопротивления тепловых труб с металлическими пористыми структурами. Выполненный цикл экспериментальных исследований тепловых труб с металло-волокнистыми и композиционными капиллярными структурами с использованием этанола в качестве теплоносителя показал, что в горизонтальном положении и в положении «режим термосифона» тепловые трубы с капиллярными структурами обоих типов обеспечивают стабильное функционирование в диапазоне тепловых потоков до 70 Вт. При этом термические сопротивления тепловых труб с «новым» типом капиллярных структур не превышают термические сопротивления труб, изготовленных на основе моноволокнистых структур. В положениях, когда зона нагрева трубы находится выше, чем зона охлаждения, композиционные капиллярные структуры нового типа обеспечивают стабильное функционирование для тепловых потоков до 25 Вт, что является более высоким показателем, чем у тепловых труб с моноволокнистыми структурами (10-15 Вт). Последний факт нужно учитывать при конструировании аппаратов и приборов с тепловыми трубами.

Створення сорбційних матеріалів на основі природних силікатів шляхом модифікування їх поверхні дає змогу досягти достатньо високих структурно-сорбційних характеристик. З метою підвищення їх сорбційної здатності перспективним є хімічне модифікування поверхні шаруватих силікатів, зокрема, кремнійорганічними сполуками (3-амінопролілтриетокси силан та ін.). У зв'язку з цим актуальність роботи обумовлена необхідністю розробки сучасних високоефективних сорбуючих матеріалів та технологічних рішень щодо їх застосування для вилучення важких металів та органічних барвників із водних систем.
Creation of sorbent materials based on natural silicates by modifying their surface makes it possible to achieve sufficiently high structural-sorption characteristics. In order to increase their sorption capacity, chemical modification of the surface of laminated silicates, in particular, organosilicon compounds (3-aminopropyltriethoxy silane, etc.) is promising. In this regard, the relevance of the work is due to the need for the development of modern high-performance sorbent materials and technological solutions for their use for the removal of heavy metals and organic dyes from water systems.

Розглядаються властивості композиційних волокнистих, багатошарових, мікрокристалічних і нанокристалічних матеріалів, що складаються з металів, керамік, полімерів та інших речовин. Даються обгрунтовані рекомендації щодо застосування їх в авіації, космічній і ядерній техніці, медицині тощо.