ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИКАЦИИ СПЛАВОВ НАНОМАТЕРИАЛАМИ

Аннотация

 В последние годы улучшение механических свойств и характеристик металлов является одной из основных проблем в материаловедении и особенно в металлургическом производстве. Как правило, процесс легирования традиционно применяется для достижения улучшенных свойств и характеристик металлов. В последнее время применяется нанотехнологический подход, как правило, для производства композитных материалов с улучшенными свойствами. Однако предлагаемая работа описывает другой метод, в котором различные наночастицы используются в качестве модификаторов в процессе литья металла. Влияние этих наноматериалов было исследовано на гипоэвтектическом литейном алюминиевом сплаве и на чистой меди. Испытания на прочность и на растяжение показали, что пластичность алюминия улучшилась, а прочность осталась неизменной. В частности, результаты показали, что добавление до 0,1 мас.% керамических наночастиц увеличивает удлинение металлов при разрушении на 20-60%. Механизм упрочнения, предложенный для этого процесса, был оценен путем применения исследований с высокой разрешающей электронной микроскопией (HR-TEM). Исследования HR-TEM, вместе с результатами испытаний механических свойств, привели к гипотезе о том, что в этом процессе работает механизм упрочнения измельчения зерна. В этом механизме упрочнение металла происходит из-за высокой концентрации границ зерен, которые блокируют движение ддислокаций. Результаты, полученные при модификации меди, показали улучшение прочности металла одновременно с пластичностью. Такое поведение было получено после добавления многослойных углеродных нанотрубок (MWCNT) и наночастиц TiN до 0,1 мас.%. Дальнейшее применение описанного подхода может привести к его внедрению в литейную промышленность, превратив ее в экономически выгодную.