Введение
Глава 1 Обзор литературы 18
1.1 Дискретные наноматериалы, применяемые в производстве композитов, и способы их получения 18
1.1.1 Основные виды наноматериалов, применяемых в производстве композитов 18
1.1.2 Алмазные нанопорошки 25
1.1.3 Луковичнообразные углеродные наночастицы, получаемые отжигом алмазных нанопорошков 37
1.1.4 Основные области применения алмазных нанопорошков 41
1.2 Способы механического легирования 41
1.3 Основные способы компактирования порошковых материалов 45
1.3.1 Традиционные способы компактирования 45
1.3.2 Импульсная обработка порошковых материалов 50
1.3.3 Литейные технологии получения объемных композиционных материалов 59
1.4 Краткий обзор основных методов нанесения защитных покрытий и физико-химической модификации поверхности изделий 61
1.4.1 Композиционные покрытия, полученные гальваническим способом 66
Глава 2 Исследование структуры и свойств наночастиц, применяемых для упрочнения металлической матрицы 75
2.1 Исследование структуры наноалмазов и процесса графитизации 75
2.2 Исследование структуры бороводородных соединений 103
2.3 Исследование структуры частиц карбида и оксида кремния 105
Глава 3 Применение металлических нанопорошков для получения металломатричных композитов 111
3.1 Теоретическая оценка возможности получения металломатричных композитов с малым размером упрочняющих частиц 111
3.2 Исследование смачиваемости компонентов в наноразмерном состоянии 119
3.4 Исследование структуры и свойств объемных композитов, полученных с применением металлических наноматериалов 122
Глава 4 Разработка и исследование способов получения гранул металломатричных нанокомпозитов с применением механического легирования 132
4.1 Разработка и исследование способов механического легирования для получения гранул металломатричных композитов с наноразмерными упрочняющими частицами 132
4.1.1 Разработка способов механического легирования для получения металломатричных композитов 132
4.1.2 Разработка металломатричных композитов с упрочняющими частицами карбида кремния, оксида кремния, бороводородных соединений 138
4.1.2.1 Применение частиц карбида кремния для упрочнения металлической матрицы 138
4.2.1.1 Применение частиц оксида кремния и бороводородных соединение в качестве упрочняющих частиц 144
4.2 Разработка композиционных материалов с неагломерированными наноалмазными упрочняющими частицами 147
4.3 Определение зависимости температуры начала образования карбида алюминия от размера алмазных частиц 163
4.4 Разработка идентификации неагломерированных наноалмазных частиц в металлической матрице 168
4.5 Характерные особенности гранул металломатричных композитов с наноалмазными упрочняющими частицами 177
4.6 Разработка способа получения металломатричных композитов с применением наноалмазов для “in situ” синтеза упрочняющих наночастиц карбида титана при механическом легировании 183
Глава 5 Разработка способов получения композитов с наноразмерными структурными элементами 192
5.1 Разработка способа компактирования композитных гранул в объемный материал 192
5.1.1 Применение прессования для получения объемного композиционного материала 192
5.1.2 Применение динамических способов компактирования для получения объемного композиционного материала 194
5.2 Исследование структуры и свойств объемного композиционного материала 195
5.2.1 Композиционные материалы с алюминиевой матрицей и упрочняющими частицами карбида кремния 196
5.2.2 Компактирование композиционных материалов с алюминиевой матрицей и наноалмазными упрочняющими частицами 208
5.2.3 Компактирование композиционных материалов с медной матрицей 212
5.2.4 Компактирование композиционных материалов с никелевой матрицей 219
5.3 Разработка способов применения композиционных материалов с дискретными упрочняющими частицами в качестве покрытий 224
5.3.1 Композиционные покрытия, полученные методом фрикционного плакирования 224
5.3.2 Композиционные покрытия, наносимые электрохимическим способом 235
Глава 6 Возможности практического применения разработанных материалов 244
6.1 Покрытия 244
6.2 Конструкционные материалы 247
6.3 Материалы для борьбы с биообрастанием изделий, работающих в морской воде 248
6.4 Применение разработанных композитов в качестве “master alloy” в литейных технологиях 249
Заключение 251
Список литературы 255
Приложение А Технологическая инструкция ФГУП НИИ НПО «ЛУЧ» ТИ №04-76-09 на изготовление порошков композиционных материалов и компактов 286
Приложение Б Паспорт №076-19/10-09 на экспериментальные партии композиционных материалов с металлической матрицей 298
Приложение В Полный список публикаций по теме диссертации 301
Приложение Г Спектры рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) 322
Приложение Д Структура частиц бороводородных соединений 336
Приложение Е Методика приготовления нанопорошков с применением электровзрыва для получения металломатричных композитов и методика магнитно-импульсного прессования 348
Приложение Ж Акт испытаний образца на биообрастание 359
