Методы компактирования и консолидации наноструктурных материалов и изделий, Хасанов О.Л., Двилис Э.С., Бикбаева З.Г., Качаев А.А., Полисадова В.В., 2013

Методы компактирования и консолидации наноструктурных материалов и изделий, Хасанов О.Л., Двилис Э.С., Бикбаева З.Г., Качаев А.А., Полисадова В.В., 2013.

  Рассмотрены основные методы компактирования и консолидации порошковых наноматериалов для получения из них изделий. В большей части внимание уделено объемным наноструктурным материалам и изготовленным на их основе керамическим изделиям конструкционного и функционального назначения. Подробно изложены метод УЗ-компактирования порошков, коллекторный метод прессования, приведены конструкции коллекторных пресс-форм для производства порошковых изделий различной геометрической формы. Проанализированы характеристики напряженно-деформированного состояния и реологические свойства уплотняемого порошкового материала, определяющие качество изделий.
Для студентов и аспирантов, специализирующихся в области материаловедения, а также специалистов-технологов.




Условия формирования наноструктуры материала.
Формирование наноструктуры в материале, изготавливаемом методами порошковой технологии «снизу вверх» (от англ, bottom-up), возможно только в случае применения наноструктурных (ультрадисперсных) порошков как центров образования нанозерен.

Компактные наноматериалы начали получать только с середины 1980-х гг., а первые широко известные работы по компактированию нанопорошков относятся к 1981-1986 гг. Для получения компактов использовалось вакуумное прессование до высоких давлений (по-
рядка 10 ГПа) наночастиц, сконденсированных в той же установке. Без дополнительного отжига удавалось получить спрессованные изделия из наночастиц металлов плотностью до 97% и керамического оксида титана плотностью до 85% [45-50].

В большинстве случаев практический интерес вызывает нанокерамика с плотностью 98-100% от теоретической, которую можно получить только путем спекания. Однако в этом случае возникает проблема подавления роста зерен (рекристаллизации) [48, 50]. В некоторых источниках [4] утверждается, что ингибирование рекристаллизации возможно при высокой плотности прессовок (не менее 0,7 от рентгеновской), когда процессы спекания протекают достаточно быстро и при относительно низкой температуре T < 0,5Tп (Тп — температура плавления).

Содержание.
Введение.
Глава 1. Консолидированные наноструктурные материалы.
1.1. Особенности свойств объемных наноструктурных материалов и роль границ зерен в их определении.
1.2. Условия формирования наноструктуры материала.
1.3. Интенсивная пластическая деформация.
1.4. Агломераты наночастиц.
1.5. Основные методы получения нанопорошков.
1.6. Микро- и макроструктура порошкового компакта.
1.7. Трение в порошковом компакте.
1.8. Градиенты плотности в порошковых компактах.
1.9. Конструкционные наноматериалы.
1.10. Функциональная керамика.
Глава 2. Порошковые технологии компандирования материалов.
2.1. Холодное статическое прессование в закрытых пресс-формах.
2.2. Горячее прессование.
2.3. Изостатическое и квазиизостатическое прессование.
2.4. Формование литьем.
2.5. Динамические, высокоэнергетические и импульсные методы прессования.
2.6. Ультразвуковое квазирезонансное прессование.
2.7. Технологии послойно-селективного формирования объемных наноматериалов.
2.8. Спекание в плазме искрового разряда.
Глава 3. Характеристики компактирования порошков.
3.1. Оценка этапов и граничных условий процесса уплотнения порошков.
3.2. Распределение давления вдоль оси прессования.
3.3. Оптимизация уравнения прессования.
3.4. Кривые уплотнения и упругие свойства порошкового тела.
3.5. Зависимость параметров прессовки от ее упругих свойств.
3.6. Параметры межчастичных связей.
3.7. Оптимизация внешнего воздействия.
Глава 4. Коллекторный способ прессования.
4.1. Конструктивное решение.
4.2. Аналитическое описание.
4.3. Техническая реализация. Коллекторные пресс-формы.
4.4. Практическое применение коллекторного способа прессования.
4.5. Моделирование процессов деформации порошкового тела.
Глава 5. Особенности УЗ-воздействия на твердофазные и порошковые системы.
5.1. Влияние УЗ-воздействия на дислокационную структуру кристалла.
5.2. Механизм разрушения хрупких и пластичных материалов при У3-воздействии.
5.3. Акустопластический эффект при пластической деформации с наложением УЗ-колебаний.
5.4. Влияние кавитационного УЗ-воздействия на диспергирование порошковых материалов.
Глава 6. Физические эффекты УЗ-компактирования керамических порошков.
6.1. Распространение ультразвука в нанопорошковой среде.
6.2. Изменение акустических характеристик в компактируемом нанопорошке.
6.3. Механизмы мощного УЗ-воздействия на компактируемый порошок.
6.4. Влияние ориентации колебательного смещения относительно оси прессования на плотность прессовок.
6.5. Влияние УЗ-воздействия на качество прессовки.
6.6. Влияние УЗ-воздействия на параметры уплотнения и межчастичные связи.
6.7. Влияние УЗ-воздействия на плотность и усадку спеченной керамики.
6.8. Влияние УЗ-воздействия на парораспределение и зернистость спеченной керамики.
6.9. Влияние УЗ-воздействия на параметры кристаллической структуры и прочностные свойства конструкционной керамики.
Заключение.
Литература.
Список сокращений.

Купить .





Теги: учебник по нанотехнологии :: нанотехнология :: Хасанов :: Двилис :: Бикбаева :: Качаев :: Полисадова