Введение
1 Получение, свойства и области применения металломатричных наноармированных композиционных материалов 14
1.1 Общие сведения о композиционных материалах 14
1.2 Классификация алюмоматричных композиционных материалов по геометрии и природе армирующей фазы 18
1.3 Наноструктурированные алюмоматричные композиционные материалы, их отличие и преимущества 21
1.4 Методы изготовления алюмоматричных композиционных материалов
1.4.1 Твердофазные методы 25
1.4.2 Жидкофазные методы
1.4.2.1 Получение алюмоматричных композиционных материалов введением упрочняющей фазы извне (ex-situ) 29
1.4.2.2 Получение алюмоматричных композиционных материалов формированием упрочняющей фазы в расплаве (in-situ) 35
1.5 Самораспространяющийся высокотемпературный синтез
алюмоматричных композиционных материалов 36
1.5.1 Достоинства СВС среди in-situ методов 36
1.5.2 Применение СВС для изготовления алюмоматричных композиционных материалов 37
1.5.3 Использование СВС для получения нанопорошков 44
1.5.4 Возможности СВС для получения наноструктурированных алюмоматричных композиционных материалов 47
1.6 Выводы по разделу. Постановка цели исследования 49
2 Методика получения литейных композиционных сплавов с использованием процесса СВС 52
2.1 Характеристика исходных компонентов 52
2.2 Методика подготовки СВС-шихты. Проведение экспериментальных плавок 54
2.3 Методы отбора проб 58
2.4 Методика определения технологических (литейных) свойств 59
2.5 Методики металлографического, рентгенофазового и рентгеноспектрального анализа образцов нанокомпозиционных сплавов 61
2.6 Методики определения механических свойств композиционного сплава AliC 62
2.7 Термодинамический анализ процессов горения с применением метода минимизации термодинамического потенциала (энергии Гиббса) 64
2.8 Выводы по разделу 66
3 Термодинамический анализ СВС-реакций, протекающих в расплаве алюминия в процессе получения композиционных сплавов 68
3.1 Термодинамический анализ синтеза композиционного сплава AliC с применением галоидной соли Na2TiF6 69
3.2 Термодинамический анализ синтеза композиционного сплава AliC с применением галоидной соли K2TiF6 86
3.3 Термодинамический анализ синтеза композиционного сплава (Al-5%Cu)iC с применением флюса Na3AlF6 102
3.4 Термодинамический анализ синтеза композиционного сплава (Al-5%Cu)iC с применением галоидной соли Na2TiF6 108
3.5 Выводы по разделу 114
4 Феноменологическая химическая модель стадийности взаимодействия флюсов и солей с оксидами компонентов шихты 116
4.1 Химическая стадийность взаимодействия галоидной соли Na2TiF6 с оксидами 116
4.2 Химическая стадийность взаимодействия галоидной соли K2TiF6 с оксидами 118
4.3 Выводы по разделу 119
5 Протекание процесса СВС в расплаве, формирование структуры композиционных алюминиевых сплавов 120
5.1 Использование флюсов в составе исходной СВС-шихты 120
5.2 Исследование влияния дисперсности порошка титана в составе исходной СВС-шихты 124
5.3 Исследование добавок порошка алюминия в состав исходной СВС-шихты 127
5.4 Использование галоидных солей взамен части металлического титана в СВС-шихте
5.4.1 Использование галоидной соли Na2TiF6 взамен части металлического титана в СВС-шихте 130
5.4.2 Использование галоидной соли K2TiF6 взамен части металлического титана в СВС-шихте 141
5.5 Добавление галоидных солей сверх стехиометрии в состав исходной СВС-шихты 146
5.5.1 Добавление галоидной соли Na2TiF6 сверх стехиометрии в состав исходной СВС-шихты 147
5.5.2 Добавление галоидной соли K2TiF6 сверх стехиометрии в состав исходной СВС-шихты 150
5.6 Влияние состава матричного сплава и флюсов на свойства АМКМ 154
5.6.1 Исследование формирования структуры композиционного сплава Al-5%Cu, армированного карбидом титана с использованием флюса криолит 155
5.6.2 Исследование формирования структуры композиционного сплава Al-5%Cu, армированного карбидом титана с использованием галоидной соли Na2TiF6 165
5.6.3 Исследование формирования структуры композиционного сплава Al-5%Cu, армированного карбидом титана с использованием галоидной соли K2TiF6 172
5.6.4 Исследование формирования структуры сплава на основе
промышленного АМ5, армированного карбидом титана с
использованием галоидной соли Na2TiF6 176
5.7 Выводы по разделу 178
6 Исследование свойств синтезированных композиционных сплавов
AliC 180
6.1 Исследование технологических (литейных) свойств композиционных алюминиевых сплавов 180
6.2 Исследование механических свойств композиционных алюминиевых сплавов 183
6.3 Выводы по разделу 192
Заключение 194
Список использованных источников
