КОНСОЛИДИРОВАННЫЕ ПОРОШКОВЫЕ...

КОНСОЛИДИРОВАННЫЕ

ПОРОШКОВЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ

М.И. Алымов

ИМЕТ РАН, НИЯУ «МИФИ»

МИФИ 24 - 27 июня 2012

«ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

КОНСОЛИДАЦИИ МАТЕРИАЛОВ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ

ПОЛЕЙ»

Содержание доклада

1. Введение.

2. Получение нанопорошков.

2.1. Применение нанопорошков.

3. Консолидация нанопорошков.

3.1. Прессование.

3.2. Спекание.

3.3. Спекание под давлением.

4. Свойства порошковых наноматериалов.

5. Применение порошковых наноматериалов.

6. Выводы.

ВИДЫ НАНОМАТЕРИАЛОВ

Многослойные

и волокнистые

материалы

Порошки

покрытия

пленкиОбъемные

материалы

Порошковая металлургия = получение порошков + консолидация порошков

R.W. Siegel, Proc. Of the NATO SAI, 1993, v.233, р.509

Конструкционные наноматериалы – материалы, основное свойство

которых (способность сопротивляться механическим нагрузкам без

разрушения) определяется их наноструктурированностью и реализуется

за счет наличия в них наноразмерных элементов структуры, к которым

относятся зерна, выделения второй фазы, слоистые структурные

элементы и др.

Для конструкционных материалов определяющими являются

следующие свойства, которые характеризуют работоспособность и

долговечность деталей и конструкций:

- механические (прочность, пластичность, твердость, трещиностойкость,

сопротивление усталости, ползучести, длительная прочность и др.),

- технологические (обрабатываемость давлением, температурным

воздействием, режущим инструментом, свариваемость, литейные

свойства и др.),

-специальные служебные или эксплуатационные (жаропрочность,

жаростойкость, хладостойкость, износостойкость, коррозионная

стойкость, радиационная стойкость, устойчивость к статическим и

динамическим нагрузкам),

- а также уникальные сочетания высокой прочности и других свойств

(магнитных свойств, свойства памяти формы, биосовместимость и

бактерицидность и др.).Алымов М.И., КиН, 2012

- наноструктурирование посредством прецизионной

термической и термомеханической обработки;

- наноструктурирование посредством фрагментации

структуры при интенсивной пластической

деформации;

- компактирование нанопорошков (порошковая

металлургия);

- объемное модифицирование расплавов;

- инжиниринг поверхности;

- закалка из расплава с последующей

кристаллизацией из аморфного состояния.

Основные методы получения конструкционных

наноматериалов

Алымов М.И., КиН, 2012

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЪЕМНЫХ

НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Компактирование

нанопорошков

Прессование и спекания.

Спекание под давлением

Металлические материалы,

керамика, керметы,

композиционные

материалы, полимеры

Кристаллизация

из аморфного

состояния

Кристаллизация объемно-

аморфизирующихся

сплавов.

Консолидация аморфных

порошков с последующей

кристаллизацией.

Аморфизующиеся

металлические материалы

Интенсивная

пластическая

деформация

Равноканальное угловое

прессование.

Деформация кручением при

высоких давлениях.

Всесторонняя ковка.

Металлические материалы

Алымов М.И., РНТ, 2006

ПРОЧНОСТЬ ЖЕЛЕЗА И СТАЛЕЙ

R.W.K. Honeycombe. The Australasian Engineer, 1962, v.54, № 8, p. 34

Пр

едел

пр

оч

ност

и,

ГП

а

15

10

5

0

тех

ни

ческ

и ч

ист

ое

жел

езо

жел

езо

посл

е н

ак

леп

а

пер

ли

тн

ые

ста

ли

ни

зкол

еги

ров

ан

ны

е

мар

тен

ситн

ые

ста

ли

ни

зкол

еги

ров

ан

ны

е

мар

тен

ситн

ые

ста

ли

посл

е Т

МО

патен

ти

ров

ан

ная

ста

ль

ная

пр

ов

ол

ок

а

ни

тев

ид

ны

е

кр

ист

ал

лы

жел

еза

Теоретическая прочность железа

нан

ок

ри

ста

лл

ич

еск

ая

ауст

ени

тн

ая

ст

ал

ь

Attempts to produce and densify ceramic nanopowders started as early as

1968 [Morgan P.E.D.] These first efforts were related to sintering MgO to

achieve materials with superplastic behavior.

Morgan P.E.D. Superplasticity in Ceramics// Ultrafine-Grained Ceramics /

Ed. by J.J. Burke, L.R. Norman, and V. Weiss. – Syracuse: Syracuse University

Press, 1968. pp. 251–271.

In the 1980s, when nanopowder production was initiated on a larger scale,

attention was directed to nanopowder processing, as well.

First metal nanopowder compacts were obtained in 1983 in Russia

(Yakovlev E.N. a.o.).

Е.Н. Яковлев, Г.М. Грязнов, В.И. Сербин, В.Н. Лаповок, Л.И. Трусов

В.Я. Ганелин и др. Получение поликристаллов никеля с повышенной

твердостью путем прессования ультрадисперсных порошков.

Поверхность. Физика, химия, механика. 1983. №4, с. 138-141.

But the most remarkable progress in this direction began after the pioneer

scientific results of Professor H. Gleiter.

Зависимость прочности от размеров образца

спеченного нитрида кремния

Hayashi S., Suzuki A., Fract. Mech. Ceram. 1992.

1 10 102 103 104 105

Эффективный объем, мм3

800

700

600

500

400

Пр

едел

пр

оч

ност

ь, М

Па

Методы получения нанопорошков

1 - плазмохимический метод, 2 - электрический взрыв проводников,

3 - метод испарения и конденсации, 4 - левитационно-струйный метод,

5 - метод газофазных реакций, 6 - разложение нестабильных соединений,

7 - метод криохимического синтеза 8 - золь-гель метод,

9 - химико-металлургический метод,

10 - гидротермальный синтез,

11 - самораспространяющийся высокотемпературный синтез,

12 – механосинтез, 13 - электролитический метод,

14 - микроэмульсионный метод, 15 - жидкофазное восстановление,

16 - ударно-волновой (или детонационный) синтез,

17 - кавитационно-гидродинамический, ультразвуковой, вибрационный методы,

18 - метод получения нанопорошков диспергированием объемных материалов путем

фазовых превращением в твердом состоянии,

19 - методы воздействия различными излучениями,

20 – гидридно-кальциевый метод, 21 - технология конверсионного распыления.

Соотношение между дисперсностью порошков и

производительностью метода

Алымов М.И. КиН, 2012

0 200 400

Размер частиц, нм

Пр

ои

звод

ите

льн

ост

ь, г/

ч

200

0

400

Левитационно-струйный метод

ЭВП

4

Плазмо-

химический

метод

Химико-

металлургический

800СВС

Гидриднокальциевый

метод

Метод испарения-

конденсации

Трубчатая печь ИМЕТРОН

Предназначена для термообработки материалов в потоке газов. Съѐмная

газоплотная реторта имеет диаметр 60мм. Зона нагрева без градиента

температуры – 300мм обеспечивается тремя секциями нагревателей,

снабжѐнными программаторами температуры. Максимальная

температура – 1150 оС. Расход газа контролируется в диапазоне 5-130

литр/час. Время выхода на максимальную температуру – 60минут.

Реторта для печи ИМЕТРОН

Кварцевая лодочка

H2

H2H2H2(прим.)

В атм.

Газоплотный объем

Кварцевая реторта

Газоподвод водорода

Восстанавливаемый порошок

Алымов, ФХОМ. 2005

Высокотемпературная трубчатая печь

RHTH 120-600|/16 H2-4 (Nabertherm)

Максимальная температура 1600C

Рабочая труба длина 1440 мм, Внешний диаметр 120 мм, Внутренний диаметр

105 мм,

Обогреваемая длина 600 мм (Т=10C – 200 мм)

Нагревательные элементы Дисилицид молибдена

Поток газа Азот, аргон, водород

Внешние подключения Питание – 380/3/50 герц, 14.4 кВт (36 А)

Вода – 0,1 л/мин при 2 - 3 бар (10-30 C)

Воздух - 6-8 бар

Газы – азот, аргон, водород, пропан

Распределение частиц по размерам

Доля ч

асти

ц

3 30 300 3000

Размер частиц, нм

Cu

Ni

Fe

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Алымов М.И., ФХОМ, 2007

Нанопорошок вольфрамового сплава W-7,2%Ni-1,8%Fe-1%Co

300 нм

Удельная поверхность этого порошка 1 м2/г, что соответствует

среднему размеру частиц около 300 нм.

Алымов М.И., Металлы. 2007

МЕТОДЫ КОНСОЛИДАЦИИ НАНОПОРОШКОВ

1. Прессование + спекание.

2. Спекание под давлением.

3. Экструзия.

4. Горячее изостатическое прессование.

Давление

Температура

Время

Порошок

Размер частиц никеля 70 нм

Объемный

материал

Размер зерна 100 нм

Прессование нанопорошков

Влияние среднего размера частиц порошка железа

на плотность прессовок

0 0,4 0,8 1,2 1,6

Давление прессования, ГПа

100

Отн

оси

тел

ьн

ая

п

лотн

ост

ь,

%

23 нм

26 нм

28 нм60 нм

120 нм

1 мкм

40 мкм

60

20

Алымов М.И., ФХОМ. 1993.

Диаграммы уплотнения

1 10 100 1000

Давление, МПа

10

Пл

отн

ост

ь, %

Слабо агломерированный

порошок ZrO2-17%Y2O3

20

30

40

50

Сильно агломерированный

порошок ZrO2-5%Y2O3

J.Groza, 2002

Влияние среднего размера частиц порошка железа

на прессуемость

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Средний размер частиц d, мкм

Да

вл

ени

е п

ресс

ов

ан

ия

, Г

Па

0,4

70%

60%

50%

40%

Диаметр бездислокационных частиц железа 23 нм

0,3

0,2

0,1

0

Алымов М.И., ФХОМ. 1993.

Влияние среднего размера частиц порошка

на плотность прессовок

0 20 40 60 80

Средний диаметр частиц, нм

О

тн

оси

тел

ьн

ая

п

ло

тн

ость

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

10 ГПа

dкр = 23 нм

1 ГПа

квазигидростатическое

прессование железных

порошков

0,01 0,1 1,0 10 100

Средний диаметр частиц, мкм

Квазигидростатическое

прессование

0,8

0,6

0,4

Отн

оси

тел

ьн

ая

п

ло

тн

ость

одноосное

прессование

Прессование никелевых

порошков при давлении 1 ГПа

dкр = 140 нм

Трусов Л.И. и др. (1989)

Андриевский Р.А. и др. (1987)

Магнитно-импульсное прессование

1,0 2,0 3,0

Амплитуда давления, P ГПа

3,2

2,8

2,4

2,0

П

ло

тн

ость

, г/с

м3

В.В. Иванов, 1998

статическое

прессование

магнитно-импульсное

прессование

Al2O3

В.В. Иванов, 1998

Зависимость плотности от давления прессования

порошков гидроксиапатита

0 100 200 300 400

Давление, МПа

20

40

60

80П

лотн

ост

ь, %

25 нм

50 нм

Алымов М.И., Баринов С.М., Иевлев В.М. и др. РНТ. 2010.

Прессовки из нанопорошков

Прессовки из нанопорошка

вольфрамового сплава W-7,2%Ni-1,8%Fe-1%Co

Определены режимы

прессования полученных

нанопорошков при

комнатной температуре

(400 МПа).

Были приготовлены

прессовки в виде дисков

и параллелепипедов

плотностью 9,6 г/см3

(относительная

плотность около 50%).

УЗ - воздействие способствует релаксации внутренних напряжений в прессовках, в

отличие от импульсных методов компактирования (взрывного и др.), что приводит

к равномерной усадке при спекании, без образования макродефектов.

Исключение пластификаторов.

1 - пресс-форма, 2 - магнитострикционные преобразователи,

3 - УЗ-генератор; 4 - пуансоны; 5 - гидравлический пресс; 6 - прессуемый порошок.

Ультразвуковое прессование

Хасанов О.Л. И др., Томск, 2002.

Хасанов О.Л. И др., Томск. 2002

Спекание нанопорошков

МЕХАНИЗМЫ СПЕКАНИЯ

Поверхностная диффузия

от поверхности

Зернограничная диффузия

от границы раздела

Объемная диффузия

от границы разделаОбъемная диффузия

от поверхности Перенос вещества

через газовую фазу

Влияние размера агломератов НП ZrO2-Y2O3 на

плотность после спекания при 1500 °C в течение 4 ч

Плотн

ост

ь, %

100

85

90

95

0 2 4 6 8

Размер агломератов, нм

Шевченко В.Я., Баринов С.М.. 1993.

Спекание поликристаллических и

монокристаллических порошков диоксида циркония

Slamovich E.B. J. Am. Ceram. Soc. 1990.

Кинетика спекания

0 2 4 6 8

Продолжительность выдержки, кс

0

-10

-20

-30

Ли

ней

ная

уса

дка,

% 150 oC

250 0С

200 oC

300 oC400 oC

Спекание меди в водороде

Кинетика спекания

7,0 7,5 8,0 8,5 9,0

lnt, с

2

1

0

-1

-2

Пар

амет

р l

n(l

n(V

Н/V

(t))

150 oC

200 oC

250 oC

300 oC400 oC

I I

I I I

I

Спекание нанопорошка меди в водороде

V(t)/Vн = exp(-K·tn) K = K0n exp(-Q/RT)

lnln(Vн/V(t)) = n·lnK0 - Q/RT + n·lnt

1 – объемная диффузия от поверхности, 2 – поверхностная диффузия от поверхности,

3 – зернограничная диффузия от границы раздела, 4 – объемная диффузия от

границы раздела, 5 – перенос вещества через газовую фазу, 6 – доля поверхностной

диффузии.

0 0,2 0,4 0,6 0,8

x/a

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

1

23 4 5

Размер частиц меди 72 мкм Размер частиц меди 72 нм

Доля вклада механизма = xi / Σxi

Доля

54

2

3

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8

x/a

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

6

Спекание

наночастиц

золота

МИКРОВОЛНОВОЕ СПЕКАНИЕ

Спекание порошка Ti O2 с размером частиц 100 нм,

исходная плотность компакта 75 %.

Скорость нагрева,

град/мин

Т, 0C

Относительная

плотность, %

Размер

зерна, мкм

10 1050 92,9 2,77

100 975 98,1 1,90

300 975 99,0 0,45

600 1000 1400 Т, 0С

20

10

0

Л

ин

ей

на

я у

са

дк

а,

%

300

200

100

0

Ра

зм

ер

зер

на

, н

м

Al2O3 – ZrO2

Усадка при микроволновом

нагреве

Усадка при радиа-

ционном нагреве

Размер зерна при

микроволновом нагреве

Bykov V. et.al. NM, 1995, v.6, p.855-858

КОНТРОЛИРУЕМОЕ СПЕКАНИЕ

40 60 80 100

Относительная плотность, %

200

150

100

50

0

Размер зерна, нм

Тем

пер

ату

ра

Время

Т1

Т2

Т1 = 1250 0С

Т2 = 1150 0С

Т1 = 1310 0С

Т2 = 1150 0С

I. –Wel Chen, Nature, 2000, v. 404, № 9, p. 168-171 Y203

Диаграммы растяжения меди

0,0 0,1 0,2 0,3

Истинная деформация

Ист

ин

но

е н

ап

ря

жен

ие,

МП

а

НК медь

(консолидация in situ)

1200

800

400

0

Крупнозернистая медь

НК медь

(испарение-конденсация

с последующим

компактированием)

K.M. Youssef, R.O. Scattergood, K.L. Murty a.o. Appl. Phys. Lett. 2005. V.87.

Керамика из нанопорошков гидроксиапатита

Давление прессования 3 ГПа

Температура спекания 670°С

(снижение на 550 град)

Размер зерна 35-50 нм

Микротвердость 5,8 ГПа

(увеличение в 1,6 раза)

Фомин А.С., Баринов С.М., Иевлев В.М. и др. ДАН. 2008.

После прессования После спекания

Гидростатический пресс для холодного прессования

CIP 62330 (Avure Technologies, USA)

Рабочее давление 207 МПа

Внутренний диаметр рабочей камеры 152 мм

Внутренняя высота рабочей камеры 607 мм

Внешние подключения напряжение – 230 В, 50 Гц

воздух - давление 5,8 атм,

расход 2265 л/мин

Керамика из нанопорошка TiC

Алымов М.И., Касимцев А.В. и др. РНТ. 2010.

Плотность и размер зерна спеченных

без давления наноматериалов

Материал Размер частиц,

нм

Относительная

плотность, %

Размер

зерна,

нм

CeO2 10-15 99 100

ZrO2 6-9 100 60-80

TiO2 14 90 50

Ni 40 99 70

WC-Co 30 99 100

Андриевский Р.А., Рагуля А.В. 2005.

Спекание нанопорошков под давлением

Влияние давления на спекание

Температура

спекания

100

Пл

отн

ост

ь, %

Под давлением

90

80

70

Т1

Без давления

Т2 < Т1

d1d2 < d1

ГИП – прессование в матрице – осадка – экструзия - РКУП

Гидростатическая и тангенциальная

составляющие давления

Методы спекания под давлением

Осадка.

Газовая экструзия и гидроэкструзия.

Горячее изостатическое прессование.

Установка для спекания под давлением

термопара

сильфон

вход газа

образец

наковальня

выход газа

камера

нагревательный

элемент

пуансон

прокладка

нагрузка

Гидравлическим пресс П-250

Пресс горячего прессования 916G

(Thermal Technology,USA)

Максимальная нагрузка 27 т, ход поршня 15 см

Максимальная температура 2000C

Горячая зона, с графитовой изоляцией диаметр 20 см, высота 30 см

Поток газа Контролируемый по расходу,

азот 5,75 л/м, аргон 4,82 л/м

Предельный вакуум 9 x 10-7 торр

Внешние подключения Питание – 380/3/50 герц,

65 киловольт-ампер. (100 ампер)

Вода - 57 л/мин при 3,5 бар (10-30 C)

Воздух - 5-7 бар

Инертные газы – азот, аргон при 1,7 бар

Спекание под давлением нанопорошка железа

400 500 600 700 800

Температура, °С

100

Пл

отн

ост

ь, %

380 МПа

90

80

70

60

0 МПа

90 МПа

280 МПа

СПЕКАНИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

ПОРОШКОВ ЖЕЛЕЗА

200 400 600 800 1000 Температура спекания,

0С

Плотность

100

98

96

0 МПа

100 МПа 200 МПа

400 МПа

1,0

0,5

0

Размер зерна,мкм

0 МПа 100 МПа

400 МПа

300 МПа

200 МПа

K.Hayashi, JIM, 1989, v. 30, № 11, p. 925

Образцы, полученные методом спекания под давлением,

до и после испытаний на растяжение

Исходный медный предкомпакт

Медные образцы до и после

испытания на растяжение

Никелевый образец

Образцы нанокристаллического никеля

Разработана технология получения объемных порошковых

материалов (скорость нагрева, температура и длительность

спекания, среда спекания) с нанокристаллической структурой.

Получены стандартные образцы для испытаний на ударную

вязкость с размерами 5 мм х 10 мм х 55 мм с надрезом типа

U, имеющим радиус закругления 1 мм с различной

пористостью и размером зерна.

ГОРЯЧЕЕ ИЗОСТАТИЧЕСКОЕ ПРЕССОВАНИЕ

Быстрый нагрев

США WC-Co

Микроструктура компакта из нанопорошка железа

после горячего изостатического прессования

1 мкм

НИКЕЛЕВАЯ ЗАГОТОВКА ПОСЛЕ

ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ

ГАЗОВАЯ ЭКСТРУЗИЯ

Газовая экструзия

В.Д. Бербенцев, М.И. Алымов. РНТ, 2007

Железо

Никель

Компакты из нанопорошков никеля и железа

после экструзии

63

Микроструктура компакта из нанопорошка

никеля после газовой экструзии

Микроструктура компакта из нанопорошка

никеля после газовой экструзии

ГИДРОЭКСТРУЗИЯ

C. Langlois a.o., . Metallurgical and Materials Transactions A. 2005.

прессовка

после

спекания

после

экструзии

нанопорошков

Свойства консолидированных наноматериалов

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПАКТОВ

Метод

компакти-

рования

Мате-

риал

Размер

частиц,

мкм

Размер

зерна,

мкм

Предел

проч-

ности

sВ, МПа

Относи-

тельное

удлине-

ние

d, %

Горячее

изостати-

ческое

прессо-

вание

Ni 6 25 440 36

0,06 1,0 545 7

Fe 40 55 350 41

0,04 1,0 460 1

Экструзия Ni 0,06 0,1 700 15

Alymov M.I., Nanostructured Mater. 1995.

Прочностные свойства нанокристаллического

никеля

Нанозерно Крупное

зерно

s0,2 , МПа 530 80

sB , МПа 625 400

e, % 22 40

ψ, % 19,5 -

Kc , МПа∙м1/2 82,3 51,7

Ударная вязкость, Дж/см2 63-66 198-203

Ic , МПа∙м1/2 - 49,6

Алымов М.И., и др. РНТ. 2007.

Сплав ВК-6, размер зерна карбида вольфрама 0,1-0,3 мкм

Температура прессования 1200 ºС, давление 30 МПа.

ЗАВИСИМОСТЬ ТВЕРДОСТИ КОМПАКТОВ WC-8%Co

ОТ РАЗМЕРА ЗЕРНА КАРБИДА ВОЛЬФРАМА

Цветков Ю.В., Благовещенский Ю.В. 26

0 0,5 1,0 1,5

2,0

Размер зерна карбида вольфрама, мкм

Тв

ерд

ост

ь H

V, Г

Па

14

16

18

20

22

24

26

Высокопрочные магнитотвердые материалы

для постоянных магнитов

Ефименко С.П., Миляев И.М., Юсупов В.С.

200

0 500 1000 1500 2000

Предел прочности, МПа

Ферриты

Сплавы РЗМ (до 700 кА/м)К

оэр

ци

ти

вн

ая

си

ла, к

А/м

Сплавы

Fe-Cr-Co

Стали

150

100

50

0

Сплавы

Алнико

14

Ni

Р.З. Валиев. РНТ, 2006, №1-2

Fe

Cu

Соотношение между прочностью и трещиностойкостью

Банных О.А.,

Анцыфирова М.В.

Пр

едел

пр

оч

ност

и, М

Па

2800

1600

0 50 100 150 200

Трещиностойкость KIC , МПа·м1/2

Низколегированная

сталь (США)

Низколегированная

сталь ИМЕТ

В95

1200

800

400

0МА15

2000

2400

ВТ15 Среднелегированные

стали (США)

Высоколегированные

стали (США)

7По совокупности характеристик сталь превосходит все известные современные

высокопрочные конструкционные стали.

3

2

1

0

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ПРОЧНОСТЬЮ И

ПЛАСТИЧНОСТЬЮ ДЛЯ СТАЛЕЙ

0 10 20 30 40

Относительное удлинение d, %

НК

низкоуглеродистые

стали

высокопрочные

стали

азотистая сталь

Х16АН4

Пр

едел

пр

оч

ност

иs

В,

ГП

а

Банных О.А. и др.

Копылов В.И. и др. ФММ, 1999, т.88, № 5.

НК – аустенитная сталь 12Х18Н10Т

с размером зерна 100 нм

0 1 2 3 4 5

r, мм

300

500

700

900

1100

1300

1500

T, C

0 1 2 3 4 5

r, мм

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

s

, Г

Па

1,0

1,5

2,0

2,5

n = 3,0

0 1 2 3 4 5

r, мм

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

sr

, Г

Па

1,0

1,5

2,0

2,5

n = 3,0

ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ЖЕЛЕЗА

Микротвердость

Разм

ер з

ерн

а d

, м

км

8

6

4

2

0

5

4

3

2

1

Ми

кр

отв

ерд

ост

ь H

v, М

Па

0 200 400 600 800

Температура отжига, 0С

Компакты из

нанопорошков

:

Кручение

под давлением:

Размер зерна

Алымов М.И., ФХОМ, 2004

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Материалы Эффективность

Высокопрочные

конструкционные стали и

сплавы

Повышение прочности в

1,5-2 раза

Твердые износостойкие

материалы

Повышение твердости в 5-7

раз

Износостойкие

коррозионностойкие

покрытия

Повышение износостойкости

в 170 раз

Керамические

материалы

Формуемость на уровне

титановых сплавов

Магнитные материалы Наноструктурные материалы

имеют наилучшие свойства

Эффективность применения объемных

порошковых наноматериалов

Материалы Эффективность

Твердые сплавы Повышение твердости в 5-7 раз

Высокопрочные

конструкционные стали и

сплавы

Повышение прочности в

1,5-2 раза

Керамические материалы Формуемость на уровне титановых

сплавов (изделия сложной формы).

Порошковые наноматериалы

со специальными свойствами

Тяжелые вольфрамовые сплавы.

Оптически прозрачная керамика

Износостойкие покрытия Повышение износостойкости

в 170 раз

Благодарю

за внимание