Upload
truongtuyen
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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