Введение
1 Наноструктурные композиционные материалы, их свойства и особенности получения 14
1.1 Общая характеристика композиционных материалов 14
1.2 Наноструктурные композиционные материалы с металлической матрицей 19
1.2.1 Механизмы упрочнения металломатричных КМ 22
1.2.2 Порошковая металлургия как метод получения наноструктурных металломатричных КМ 25
1.2.3 Особенности применения механической активации для получения наноструктурных материалов 30
1.3 Наноструктурные композиционные материалы с алюминиевой матрицей 32
1.4 Алюмоматричные композиционные материалы, упрочненные углеродными наноструктурами 36
Выводы по главе 1 46
2 Материалы, оборудование и методики для получения и исследования алюмоматричных КМ, упрочненных углеродными наноструктурами 48
2.1 Материалы для получения алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 48
2.2 Оборудование для получения алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 50
2.2.1 Оборудование, оснастка и технология получения порошков КМ из исходных материалов 50
2.2.2 Приборы и оборудование для спекания алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 51
2.3 Методики и оборудование для проведения исследований и испытаний алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 53
2.3.1 Методика исследований методом рентгенографии 53
2.3.2 Методика исследований методом спектроскопии комбинационного рассеяния 55
2.3.3 Методика металлографических исследований 56
2.3.4 Методика исследований методом просвечивающей электронной микроскопии 56
2.3.5 Методика исследований методом сканирующей электронной микроскопии 57
2.3.6 Методика исследований методом дифференциальной сканирующей калориметрии 58
2.3.7 Методика определения температуропроводности 59
2.3.8 Методика испытаний на твердость 59
2.3.9 Методика испытаний на прочность при сжатии 60
2.3.10 Методика испытаний на трение и износ 61
3 Квантово-химические расчеты взаимодействия углеродных наноструктур с алюминиевой матрицей 63
3.1 Основные допущения при проведении квантово-химических расчетов 63
3.2 Верификация модели 66
3.3. Взаимодействие атомарного алюминия с фуллереном Сбо 68
3.4. Взаимодействие атомарного алюминия с ОУНТ 71
3.5 Взаимодействие атомарного алюминия с МУНТ, онионами и графеноподобными структурами 72
3.6 Роль размольного агента при взаимодействии алюминия с УНС 73
Выводы по главе 3 74
4 Исследование структуры и фазового состава алюмоматричных КМ, упрочненных углеродными наноструктурами 76
4.1 Исследование структуры и фазового состава порошков алюмоматричных КМ, упрочненных УНС, после механической активации 76
4.1.1 Структура порошков алюмоматричных КМ, упрочненных УНС, после механической активации 76
4.1.2 Фазовый состав порошков алюмоматричных КМ, упрочненных УНС, после механической активации 91
4.2 Исследование структуры и фазового состава алюмоматричных КМ, упрочненных УНС, после горячего прессования 96
4.2.1 Фазовый состав алюмоматричных КМ, упрочненных УНС, после горячего прессования 96
4.2.2 Структура алюмоматричных КМ, упрочненных УНС, после горячего прессования 100
Выводы по главе 4 111
5 Исследование физико-механических свойств алюмоматричных КМ, упрочненных углеродными наноструктурами 113
5.1 Прочность алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 113
5.1.1 Условный предел текучести алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 113
5.1.2 Фрактографические исследования алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 116
5.1.3 Удельная прочность алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 119
5.1.4 Влияние различных факторов на повышение механических свойств алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 121
5.2 Микротвердость алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 125
5.3 Трибологические испытания алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 127
5.3.1 Особенности процесса трения скольжения алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 127
5.3.2 Коэффициент трения и параметры износа алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 129
5.4 Температуропроводность алюмоматричных КМ, упрочненных УНС 134
Выводы по главе 5 138
Заключение 140
Список использованных источников 143
