Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий

Изучено влияние количества и способа введения поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе механохимического синтеза композиционного порошка системы Al70Cu20Fe10. Установлено, что их применение позволяет избежать налипания компонентов шихты на стенку барабана и интенсифицирует проце...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Автори:	Бурлаченко, А.Н., Борисов, Ю.С.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2012
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Краткие сообщения
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103063
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий / А.Н. Бурлаченко, Ю.С. Борисов // Автоматическая сварка. — 2012. — № 1 (705). — С. 56-58. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-103063
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1030632016-06-14T03:04:14Z Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий Бурлаченко, А.Н. Борисов, Ю.С. Краткие сообщения Изучено влияние количества и способа введения поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе механохимического синтеза композиционного порошка системы Al70Cu20Fe10. Установлено, что их применение позволяет избежать налипания компонентов шихты на стенку барабана и интенсифицирует процесс синтеза новых фаз. Influence of the quantity and methods of adding surfactants on phase formation during mechano-chemical synthesis of composite powder of Al70Cu20Fe10 system was studied. It is established that surfactant application allows avoiding sticking of charge components on the drum wall and intensifies the process of new phase synthesis. 2012 Article Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий / А.Н. Бурлаченко, Ю.С. Борисов // Автоматическая сварка. — 2012. — № 1 (705). — С. 56-58. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103063 621.791.01:536.2. ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Краткие сообщения Краткие сообщения
spellingShingle	Краткие сообщения Краткие сообщения Бурлаченко, А.Н. Борисов, Ю.С. Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий Автоматическая сварка
description	Изучено влияние количества и способа введения поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе механохимического синтеза композиционного порошка системы Al70Cu20Fe10. Установлено, что их применение позволяет избежать налипания компонентов шихты на стенку барабана и интенсифицирует процесс синтеза новых фаз.
format	Article
author	Бурлаченко, А.Н. Борисов, Ю.С.
author_facet	Бурлаченко, А.Н. Борисов, Ю.С.
author_sort	Бурлаченко, А.Н.
title	Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий
title_short	Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий
title_full	Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий
title_fullStr	Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий
title_full_unstemmed	Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий
title_sort	влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы al–cu–fe для газотермических покрытий
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Краткие сообщения
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103063
citation_txt	Влияние поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе получения методом механохимического синтеза порошков системы Al–Cu–Fe для газотермических покрытий / А.Н. Бурлаченко, Ю.С. Борисов // Автоматическая сварка. — 2012. — № 1 (705). — С. 56-58. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT burlačenkoan vliâniepoverhnostnoaktivnyhveŝestvnafazoobrazovanievprocessepolučeniâmetodommehanohimičeskogosintezaporoškovsistemyalcufedlâgazotermičeskihpokrytij AT borisovûs vliâniepoverhnostnoaktivnyhveŝestvnafazoobrazovanievprocessepolučeniâmetodommehanohimičeskogosintezaporoškovsistemyalcufedlâgazotermičeskihpokrytij
first_indexed	2025-07-07T13:14:41Z
last_indexed	2025-07-07T13:14:41Z
_version_	1836994088741634048
fulltext	УДК 621.791.01:536.2 ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ФАЗООБРАЗОВАНИЕ В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТОДОМ МЕХАНОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ПОРОШКОВ СИСТЕМЫ Al–Cu–Fe ДЛЯ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ А. Н. БУРЛАЧЕНКО, инж., Ю. С. БОРИСОВ, д-р техн. наук (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины) Изучено влияние количества и способа введения поверхностно-активных веществ на фазообразование в процессе механохимического синтеза композиционного порошка системы Al70Cu20Fe10. Установлено, что их применение позволяет избежать налипания компонентов шихты на стенку барабана и интенсифицирует процесс синтеза новых фаз. К л ю ч е в ы е с л о в а : газотермические покрытия, порош- ки, механохимический синтез, поверхностно-активные ве- щества, налипание, фазовый состав, квазикристаллическая фаза Одним из актуальных направлений в газотерми- ческом напылении (ГТН) является разработка тех- нологии нанесения покрытий с особыми типами структур (нанокристаллической, нанокомпозит- ной, квазикристаллической) [1–4]. Одним из эта- пов развития таких технологий является приме- нение порошков нового типа, обеспечивающих в условиях ГТН формирование покрытий с задан- ным типом структур. Среди методов получения таких порошков широкое применение находят методы механического легирования и механохи- мического синтеза (МХС), в основе которых ле- жат явления повторяющихся процессов холодной сварки и измельчения частиц компонентов полу- чаемого материала в процессе обработки их в вы- сокоэнергетических шаровых мельницах — ат- тритор, планетарная мельница. Примерами при- менения механического легирования является по- лучение порошков, например, системы FeCr– TiCN для формирования нанокомпозиционных покрытий [5], а МХС — получение порошков, например, системы Al–Cu–Fe с целью формиро- вания покрытий с квазикристаллической структу- рой [5–7]. Однако в случае обработки в процессе МХС смеси порошков системы Al–Cu–Fe, содер- жащих пластичные металлы (алюминий, медь, же- лезо), наблюдается явление налипания частиц шихты на стенку барабана и размольные тела пла- нетарной мельницы. В результате часть порошка исключается из процесса МХС, снижая как производительность процесса, так и его эф- фективность. Для устранения явления нали- пания и интенсификации процесса фазооб- разования используют добавки в смесь порошков поверхностно-активных веществ (ПАВ). При этом количество ПАВ и способ их введения в шихту должны не только предотвращать налипа- ние шихты на стенку барабана и размольные тела, но и обеспечивать равновесие многократного про- цесса сваривания и дробления образующегося ком- позиционного конгломерата, в результате чего и происходит образование новых фаз. В настоящей работе приведены результаты ис- следования влияния ПАВ на фазовый состав и структуру частиц в процессе МХС порошковой смеси системы Al–Cu–Fe, близкой по химическо- му составу к области существования квазикрис- таллической ψ-фазы. Методика проведения эксперимента. Для ис- следования влияния ПАВ на фазообразование при МХС порошков системы Al–Cu–Fe, по составу соответствующих сплаву Al70Cu20Fe10 (при вве- дении дополнительного железа в результате на- мола приближается к Al63Cu25Fe12 с квазикрис- таллической структурой) использовали исходные порошки алюминия ПА-4 (40…60 мкм), меди ПМС-1 (20…40 мкм) и железа ПЖР (100…160 мкм). Процесс МХС осуществляли в планетарной мельнице «Активатор 2-SL» при скорости вращения барабана vбар = 1500 об/мин, соотношении массы шаров к массе шихты 10:1 в течение 5 ч. В качестве ПАВ использовали олеиновую кислоту и этиловый спирт (табл. 1) в количестве от 1 до 5 мас. % с различными способами ввода ПАВ (табл. 2). Процесс МХС периодически останавливали (через каждый час обработки), извлекали обраба- тываемую шихту, а в случае ее налипания на стен- © А. Н. Бурлаченко, Ю. С. Борисов, 2012 Т а б л и ц а 1. Характеристики ПАВ ПАВ Tпл , °С Tкип , °С σ, мН/м γ, г/см3 Олеиновая кислота CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 13,4 228 32,8 0,895 Этиловый спирт C2H5OH –114,65 78,3 22,8 0,789 56 1/2012 ку барабана отбивали, дробили в керамической ступке, засыпали в барабан и процесс МХС про- должали. Измерения температуры внутри бараба- на проводили с помощью мультиметра UT-70B. Для исследования синтезированных порошков ис- пользовали металлографию (оптический микрос- коп «Neophot-32» с приставкой для цифрового фо- тографирования) и рентгеноструктурный фазовый анализ (дифрактометр «ДРОН-УМ1» с монохро- матическим CuKα-излучением). Результаты эксперимента. Измерение темпе- ратуры внутри барабана непосредственно после МХС показало, что при всех режимах ввода ПАВ она практически не изменялась и составляла 70…75 °С. В процессе обработки исходных порошков без использования ПАВ наблюдается постоянное на- липание на стенку барабана слоя толщиной до 5…10 мм. При этом в конечном продукте фор- мируется многофазная система (табл. 2, № 1; рис. 1, а; рис. 2, а). Через 1 ч работы при добавлении ПАВ одно- разово в количестве 1 мас. % налипание не наб- людается, частицы имеют округлую форму со средним размером около 1 мм. Дальнейшее про- должение процесса приводит к налипанию и, как следствие, получению конечного продукта такого же, как и без использования ПАВ (табл. 2, № 2, 5; рис. 2, б). Периодическое введение ПАВ через каждый час МХС по 1 мас. % в суммарном количестве 5 мас. % (табл. 2, № 4, 7) приводит к отсутствию налипания на протяжении всего процесса синтеза, порошки имеют близкую к округлой форму с мел- кодисперсной структурой (рис. 1, б) и фазовым составом, состоящим из аморфной (АФ), квазик- ристаллической ψ- и кристаллической β-фаз (табл. 2, № 4, 7; рис. 2, г, е). Добавка одноразово 5 мас. % ПАВ (табл. 2, № 3, 6) приводит к отсутствию налипания в первые 3 ч механообработки, при этом порошок имеет рых- лый вид и в некоторых местах при выгрузке шихты из барабана происходят небольшие локальные ра- зогревы продуктов МХС до 200…250 °С. Продол- жение МХС приводит к налипанию незначитель- ного слоя около 2…3 мм на стенку барабана через 1 ч, а через 2 ч к налипанию на стенку барабана слоя толщиной до 5…10 мм. Конечный продукт синтеза, как и при периодическом вводе ПАВ, состоит из АФ, квазикристаллической ψ- и крис- таллической β-фаз (табл. 2, № 3, 6; рис. 2, в, д). Таким образом, установлено, что применение ПАВ при получении методом МХС порошков системы Al–Cu–Fe для ГТН способствует интен- сификации процесса синтеза новых фаз и форми- рованию сферических частиц размером 20…40 мкм. Оптимальным режимом введения ПАВ, пре- дотвращающим налипание обрабатываемого ма- Т а б л и ц а 2. Режимы ввода ПАВ в процессе МХС (продолжительность 5 ч) № п.п ПАВ Способ введения ПАВ Количество ПАВ, мас. % Фазовый состав продуктов 1 — — — АФ, β, θ, ω, ψ 2 Олеиновая кислота Один раз 1 » 3 » 5 23 % АФ + 77 % (44 % ψ-фазы + 56 % β-фазы) 4 Периодически по 1 мас. % через каждый час обработки 5 27 % АФ + 73 % (68 % ψ-фазы + 32 % β-фазы) 5 Этиловый спирт Один раз 1 АФ, β, θ, ψ, ω 6 » 5 18 % АФ + 82 % (41 % ψ-фазы + 59 % β-фазы) 7 Периодически по 1 мас. % через каждый час обработки 5 22 % АФ + 78 % (60 % ψ-фазы + 40 % β-фазы) Рис. 1. Микроструктуры (×1000) частиц порошков системы Al–Cu–Fe, полученных в процессе МХС: а — без ПАВ; б — с ПАВ (олеиновая кислота; периодический ввод по 1 мас. % через каждый час обработки) 1/2012 57 териала в течение всего времени проведения МХС (5 ч) при обработке смеси системы Al–Cu–Fe, яв- ляется постоянное периодическое (через каждый час) введение ПАВ в количестве 1 мас. %. В этом случае было достигнуто максимальное содержа- ние в продукте МХС квазикристаллической ψ-фа- зы — 68 мас. %. Существенной разницы между влиянием олеиновой кислоты и этилового спирта на процесс синтеза новых фаз при МХС в смеси системы Al–Cu–Fe не обнаружено. 1. Tjong S. C., Chen H. Nanocrystalline materials and coatings // Materials Sci. and Eng. — 2004. — № 1/2. — P. 1–88. 2. Рагуля А. В., Скороход В. В. Консолидированные наност- руктурные материалы. — Киев: Наук. думка, 2007. — 376 с. 3. Moya J. S., Lopez-Esteban S., Pecharroman C. The challenge of ceramicmetal microcomposites and nanocomposites // Prog- ress in Material Sci. — 2007. — 52. — P. 1017–1090. 4. Газотермічні покриття, що містять квазікристалічну фа- зу, властивості і застосування (Огляд) // Фіз. і хімія твер- дого тіла. — 2005. — 6, № 1. — С. 124–136. 5. Получение порошков для газотермических покрытий ме- тодами механического легирования и механохимического синтеза / Ю. С. Борисов, А. Л. Борисова, Л. И. Адеева и др. // Свароч. пр-во. — 2010. — № 12. — С. 18–22. 6. Влияние параметров механохимического синтеза на струк- туру, фазовый состав и свойства порошков системы Al– Cu–Fe для газотермического напыления, содержащих ква- зикристаллическую фазу / А. Л. Борисова, Ю. С. Борисов, Л. И. Адеева и др. // Автомат. сварка. — 2008. — № 9. — С. 19–27. 7. Исследование порошков системы Al–Cu–Fe–Ti–Cr–Si для газотермического напыления, полученных механохими- ческим синтезом с последующим синтезом / А. Л. Бори- сова, Л. И. Адеева, А. Ю. Туник и др. // Порош. металлур- гия. — 2009. — № 9/10. — С. 31–40. Influence of the quantity and methods of adding surfactants on phase formation during mechano-chemical synthesis of composite powder of Al70Cu20Fe10 system was studied. It is established that surfactant application allows avoiding sticking of charge components on the drum wall and intensifies the process of new phase synthesis. Поступила в редакцию 15.07.2011 Рис. 2. Рентгенограммы порошков системы Al–Cu–Fe, полученных МХС при vбар = 1500 об/мин в течение 5 ч без ПАВ (а), при различных способах ввода ПАВ: одноразово 1 (б), 5 мас. % (в, д), периодически по 1 мас. % через каждый час МХС (г, е) с олеиновой кислотой (б, д, е) и этиловым спиртом (в, г) 58 1/2012

Репозитарії

Схожі ресурси