Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой

На основе результатов сравнительного анализа характеристик слоистых и волокнистых композитов обоснована концепция получения и применения нового типа композиционных материалов – металлических микроламинатов с двумерными армирующими элементами. Показана перспективность использования вакуумной прокатки...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Неклюдов, И.М., Белоус, В.А., Воеводин, В.Н., Диденко, С.Ю., Ильченко, Н.И., Диденко, Ю.С., Ильченко, Ю.Н.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2010
Теми:	Физика радиационных и ионно-плазменных технологий
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/17386
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:	Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой / И.М. Неклюдов, В.А. Белоус, В.Н. Воеводин, С.Ю. Диденко, Н.И. Ильченко, Ю.С. Диденко, Ю.Н. Ильченко // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 5. — С. 89-94. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-17386
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-173862011-02-27T12:04:17Z Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой Неклюдов, И.М. Белоус, В.А. Воеводин, В.Н. Диденко, С.Ю. Ильченко, Н.И. Диденко, Ю.С. Ильченко, Ю.Н. Физика радиационных и ионно-плазменных технологий На основе результатов сравнительного анализа характеристик слоистых и волокнистых композитов обоснована концепция получения и применения нового типа композиционных материалов – металлических микроламинатов с двумерными армирующими элементами. Показана перспективность использования вакуумной прокатки в производстве многослойных композитов и микроламинатов. На основі результатів порівняльного аналізу характеристик шарчастих і волокнистих композитів, обґрунтовано концепцію отримання та використання нового типу композиційних матеріалів – металевих мікроламінатів з двовимірними армуючими елементами. Показано перспективність застосування вакуумної прокатки у виробництві багатошарових композитів і мікроламінатів. Based on the results of comparative analysis of characteristics of laminated and fibrous composites, the concept of obtaining and using a new type of composite material – metal microlaminates with two-dimensional reinforcing elements is substantiated. The prospectivity of application of vacuum rolling in production of multilayer composites and microlaminates is demonstrated. 2010 Article Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой / И.М. Неклюдов, В.А. Белоус, В.Н. Воеводин, С.Ю. Диденко, Н.И. Ильченко, Ю.С. Диденко, Ю.Н. Ильченко // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 5. — С. 89-94. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/17386 669.018.45 ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Физика радиационных и ионно-плазменных технологий
spellingShingle	Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Неклюдов, И.М. Белоус, В.А. Воеводин, В.Н. Диденко, С.Ю. Ильченко, Н.И. Диденко, Ю.С. Ильченко, Ю.Н. Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой
description	На основе результатов сравнительного анализа характеристик слоистых и волокнистых композитов обоснована концепция получения и применения нового типа композиционных материалов – металлических микроламинатов с двумерными армирующими элементами. Показана перспективность использования вакуумной прокатки в производстве многослойных композитов и микроламинатов.
format	Article
author	Неклюдов, И.М. Белоус, В.А. Воеводин, В.Н. Диденко, С.Ю. Ильченко, Н.И. Диденко, Ю.С. Ильченко, Ю.Н.
author_facet	Неклюдов, И.М. Белоус, В.А. Воеводин, В.Н. Диденко, С.Ю. Ильченко, Н.И. Диденко, Ю.С. Ильченко, Ю.Н.
author_sort	Неклюдов, И.М.
title	Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой
title_short	Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой
title_full	Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой
title_fullStr	Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой
title_full_unstemmed	Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой
title_sort	перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Физика радиационных и ионно-плазменных технологий
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/17386
citation_txt	Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой / И.М. Неклюдов, В.А. Белоус, В.Н. Воеводин, С.Ю. Диденко, Н.И. Ильченко, Ю.С. Диденко, Ю.Н. Ильченко // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 5. — С. 89-94. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT neklûdovim perspektivyproizvodstvaiispolʹzovaniâmetalličeskihmikrolaminatovpolučaemyhvakuumnojprokatkoj AT belousva perspektivyproizvodstvaiispolʹzovaniâmetalličeskihmikrolaminatovpolučaemyhvakuumnojprokatkoj AT voevodinvn perspektivyproizvodstvaiispolʹzovaniâmetalličeskihmikrolaminatovpolučaemyhvakuumnojprokatkoj AT didenkosû perspektivyproizvodstvaiispolʹzovaniâmetalličeskihmikrolaminatovpolučaemyhvakuumnojprokatkoj AT ilʹčenkoni perspektivyproizvodstvaiispolʹzovaniâmetalličeskihmikrolaminatovpolučaemyhvakuumnojprokatkoj AT didenkoûs perspektivyproizvodstvaiispolʹzovaniâmetalličeskihmikrolaminatovpolučaemyhvakuumnojprokatkoj AT ilʹčenkoûn perspektivyproizvodstvaiispolʹzovaniâmetalličeskihmikrolaminatovpolučaemyhvakuumnojprokatkoj
first_indexed	2025-07-02T18:37:30Z
last_indexed	2025-07-02T18:37:30Z
_version_	1836561414302466048
fulltext	ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2010. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (96), с. 89-94. 89 УДК 669.018.45 ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МИКРОЛАМИНАТОВ, ПОЛУЧАЕМЫХ ВАКУУМНОЙ ПРОКАТКОЙ И.М. Неклюдов, В.А. Белоус, В.Н. Воеводин, С.Ю. Диденко, Н.И. Ильченко, Ю.С. Диденко, Ю.Н. Ильченко Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», Харьков, Украина На основе результатов сравнительного анализа характеристик слоистых и волокнистых композитов обоснована концепция получения и применения нового типа композиционных материалов – металлических микроламинатов с двумерными армирующими элементами. Показана перспективность использования ваку- умной прокатки в производстве многослойных композитов и микроламинатов. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА Металлические микроламинаты (далее в тексте – МЛ) – это многослойные металлические композиты, в которых армирующим компонентом являются тонкие переходные зоны между слоями из двух и более различных металлов или сплавов, представ- ляющих собой матрицу композита. [1]. В зависимо- сти от типа диаграммы состояния контактирующих металлов, переходные зоны представляют собой сплошные слои твердорастворных фаз, интерметал- лидных соединений и/или фаз внедрения (карбидов, нитридов и др.). В связи с тем, что структура, состав и свойства переходных зон существенно отличаются от тех, которые характеризуют матричные металлы, эти зоны следует рассматривать как самостоятельную структурную составляющую МЛ. Таким образом, совокупность переходных зон играет ту же роль в МЛ, что и армирующие волокна в волокнистых композитах (далее – ВКМ), а металлы основных слоев – роль матрицы ВКМ. От других видов слоистых композитов МЛ отли- чаются двумя особыми признаками. Первый – это большое количество слоев, измеряемое сотнями и тысячами в 1 мм толщины этого вида композитов, а второй – малая толщина переходных зон, лежащая в диапазоне 10─1…101 мкм. Эти признаки указывают на то, что в МЛ сум- марная объемная доля переходных зон может со- ставлять десятки процентов объема композита. Сле- довательно, вклад определенного свойства переход- ных зон в соответствующее свойство МЛ в целом может быть весьма существенным, что аналогично вкладу свойства волокон в характеристики ВКМ. Интерес к МЛ, активизировавшийся в последние годы, связан с ростом требований практики к ком- позиционным материалам, в том числе к изотропии их свойств. Имеется в виду то обстоятельство, что органическим недостатком ВКМ является высокий уровень анизотропии их свойств в направлениях вдоль и поперек укладки волокон. Этот недостаток порожден одномерным типом армирующих элемен- тов и существенно ограничивает масштабы и об- ласти практического использования композитов это- го класса. Один из путей радикального снижения анизо- тропии свойств композитов – это создание компози- тов с двумерными армирующими элементами в виде переходных зон. Этот тип армирующих элементов позволяет не только понизить уровень анизотропии механических свойств композитов, но и придавать им уникальные пространственно ориентированные свойства (электрические, тепловые, магнитные и др.), существенно разнящиеся в направлениях, пер- пендикулярном и параллельном плоскости арми- рующих элементов. Поэтому вывод о важности и актуальности исследований в области материалове- дения и технологии МЛ представляется вполне обоснованным. Сведения о результатах таких исследований, имеющиеся на сегодняшний день, довольно фраг- ментарны и не дают возможности оценить перспек- тивы практического использования МЛ [2, 3]. Это связано с тем, что подавляющее большинство тех- нологий изготовления слоистых композитов, при- меняемых в настоящее время (сварка взрывом, свар- ка холодной прокаткой, диффузионная сварка, раз- личные методы осаждения тонких металлических пленок из паровой фазы и др.), малоэффективны в получении многослойных структур, соответствую- щих сформулированным выше двум основным при- знакам МЛ. Имеется в виду или малое число слоев разнородных металлов в 1 мм толщины композитов, или малые размеры получаемых слоистых загото- вок, малопригодные для практического использова- ния МЛ в качестве конструкционных материалов. Реализуемая нами обширная и комплексная про- грамма исследований в области применения метода горячей прокатки в вакууме (метода ГПВ) для изго- товления МЛ различного состава нацелена не толь- ко на получение новых научных результатов в этой области, но и на поиск направлений наиболее эф- фективного практического применения этих МЛ. Продолжая аналогию между МЛ и ВКМ, отме- тим, что общими для всех схем получения ВКМ яв- ляются два элемента. Первый – изготовление из го- товых волокон и материала матрицы заготовки ком- позита (препрега), второй – компактирование заго- товки в единый монолит (рис. 1,а). Но применить эту схему к микроламинатам весьма затруднительно по следующим причинам. Сама по себе задача изго- товления армирующих пластин микронной, а тем 90 более субмикронной толщины и площадью в сотни и тысячи квадратных сантиметров является очень сложной. Но еще большие трудности, связанные с выполнением технологических манипуляций с очень тонкими пластинами значительной площади, возникают при изготовлении и компактировании заготовок для многослойных композитов с парамет- рами микроламинатов. а б Рис. 1. Маршрутные схемы получения волокнистых композитов (а) и микроламинатов (б) Нами предложен и развивается другой подход к проблеме получения МЛ (см. рис. 1,б). В отличие от препрегов для волокнистых композитов, мы исполь- зуем заготовки, которые не содержат готовых арми- рующих элементов. Они представляют собой мно- гослойные композиты (МСК), получаемые сваркой по методу ГПВ пакета из множества слоев металлов разного состава. В процессе последующей термообработки МСК на заключительном этапе их трансформирования в МЛ на границах раздела слоев из матричных метал- лов разного состава образуются переходные зоны, которые являются продуктами диффузионно- контролируемого металлохимического взаимодей- ствия контактирующих металлов. Таким образом, по сравнению со схемой получе- ния ВКМ принципиальным отличием предложенной нами схемы получения МЛ является синтез упроч- няющей фазы из компонентов матрицы в процессе заключительной термообработки МСК. Этот подход аналогичен дисперсионному упрочнению металлов, достигаемому в результате выпадения новой фазы из пересыщенного твердого раствора в процессе термоактивируемого его старения. Отметим, что схема получения ВКМ аналогична дисперсному уп- рочнению, которое осуществляется путем введения в расплав (или порошок) матричного металла гото- вых, т.е. заранее синтезированных, частиц упроч- няющей фазы. ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ КОМПОЗИТОВ ВАКУУМНОЙ ПРОКАТКОЙ Анализ многолетней истории развития метода ГПВ убедительно свидетельствует о том, что этот вид твердофазной сварки позволяет получать высо- копрочные сварные соединения практически любых пар разнородных металлов [4]. Первые МСК типа Ni-Cu-Ni, Cu-Mo-Cu и др. были получены в ННЦ ХФТИ еще в начале 60-х годов прошлого века [5, 6]. Эти композиты, нашедшие в свое время важное практическое применение, по существу были прото- типом микроламинатов, а опыт, полученный в про- цессе их создания, послужил основой для разработ- ки в последние годы методик получения МЛ на базе метода ГПВ. Типичная схема изготовления биметалла или МСК по методу ГПВ предусматривает выполнение следующих операций. Из листов (плит, полос) ме- таллов, входящих в состав композита, изготавлива- ются прямоугольные карточки-заготовки опреде- ленного размера, из которых в нужной последова- тельности собирают пакет-заготовку композита. Далее в прокатно-сварочной установке этот исход- ный пакет нагревают в вакууме до заданной темпе- ратуры и прокатывают в плоских валках за один проход с требуемым обжатием. В процессе прокатки 91 между слоями пакета-заготовки устанавливается металлическая связь. После остывания композитную заготовку извлекают на атмосферу и осуществляют последующие операции с ней в соответствии с за- данным регламентом. Многолетний практический опыт изготовления различных биметаллов и МСК свидетельствует о том, что простой линейный маршрут (см. верхнюю половину рис. 2) пригоден для изготовления как толстых плит, так и тонких полос и лент из много- слойных композитов, состоящих из небольшого числа слоев – как правило, не более 15…20. Для изготовления композитов с большим удельным чис- лом слоев (количество слоев в 1 мм толщины ком- позита) необходимо применять более сложный цик- лический маршрут (см. нижнюю половину рис. 2). Это связано с тем, что изготовить исходный пакет толщиной, например, 20 мм из нескольких сотен слоев практически невозможно. Рис. 2. Маршрутная схема получения слоистых композитов Действительно, выполнение операций очистки от окислов и жировых загрязнений поверхностей та- кого большого числа фольг ( толщиной порядка 10-1 мм и площадью порядка 104 мм2), последова- тельной укладки их в стопу и ее скрепления не только весьма трудоемко, но и не гарантирует пол- ной и качественной очистки или предотвращения попадания загрязнений на свариваемые поверхности в процессе сборки пакета. Иными словами, обычный способ изготовления исходного пакета для получе- ния композитов с большим удельным числом слоев неприемлем. Избежать указанных трудностей можно путем применения циклического маршрута изготовления многослойных композитов. В этом случае исходный пакет имеет умеренное количество слоев (до 20), его изготовление предусматривает использование хо- рошо отработанных методик и поэтому не вызывает никаких затруднений. Далее следует сварка слоев исходного пакета по методу ГПВ, раскатка полу- ченной многослойной плиты в полосу, резка полосы на несколько карточек, сборка пакета из этих карто- чек и сварка его по методу ГПВ. Понятно, что число слоев в конечной многослойной полосе, полученной в результате осуществления нескольких описанных циклов, может быть неограниченно большим. Вместе с тем, для числа слоев все же существуют ограничения, обусловленные практической целесо- образностью и учетом диффузионно-контролируе- мых процессов, протекающих в композитах в про- цессе их изготовления. Первый тип ограничений связан с тем, что с увеличением числа циклов воз- растает трудоемкость и энергозатратность изготов- ления композита, а также увеличивается количество неизбежных технологических отходов. С учетом этих обстоятельств и нашего практического опыта изготовления различных многослойных композитов мы пришли к выводу о том, что практически прием- лемое удельное число слоев в композитах, получае- мых по описанному циклическому маршруту, лежит в интервале 102…103. Второй тип ограничений связан со стремлением минимизировать толщину переходных зон, которые образуются между слоями композита в процессе многократных нагревов пакетов перед их сваркой вакуумной прокаткой и/или промежуточных отжи- гов композитной заготовки в процессе раскатки ее в полосу. Это особенно важно для случая включения в состав композита тех материалов, компоненты ко- торых способны к реакционному взаимодействию с образованием интерметаллидов или фаз внедрения. Наличие достаточно толстых слоев этих хрупких фаз во многих случаях приводит к невозможности проведения раскатки композитной заготовки в по- лосу без расслоения заготовки, т.е. к невозможности изготовить многослойный композит с желаемым числом слоев. Известные в настоящее время расчетные мето- 92 дики оценки допустимой толщины слоев хрупких фаз и кинетики ее роста не позволяют получить практически применимые результаты, так как все они базируются на определенных модельных, а по- тому упрощенных, представлениях о реальных про- цессах в многокомпонентных композитах. Кроме того, они игнорируют многие технологические фак- торы, которые существенно влияют на протекание процессов реакционного взаимодействия. Поэтому наиболее эффективным путем решения проблемы получения конкретного многослойного композита из реакционно-способных компонентов является экспериментальное определение допустимых значе- ний температурно-временных параметров термиче- ского воздействия на этот композит в процессе его изготовления. Таким образом, установить, с точки зрения ме- таллохимического взаимодействия компонентов композитов, какой-то интервал числа слоев, общий для композитов любого состава, не представляется возможным. Вместе с тем следует отметить, что путь уменьшения эффектов реакционного взаимо- действия вполне очевиден – это минимизация дли- тельности и интенсивности термического воз- действия на композит в процессе его изготовления до практически приемлемых пределов. В качестве иллюстрации дееспособности пред- ложенной нами методики получения многослойных композитов с большим удельным числом слоев по описанному многоцикловому маршруту на рис. 3,а приведены фотографии внешнего вида и макрошли- фов некоторых композитов, полученных к настоя- щему времени. а б Рис. 3. Внешний вид многослойных (а) и сложноструктурированных (б) композитов Важным и интересным для практики результа- том наших исследований является способ уменьше- ния бесполезной потери исходных металлов в опи- санном процессе изготовления многослойных ком- позитов. Его суть состоит в компактировании ваку- умной прокаткой стружки, обрези и других видов неизбежных отходов производства в беспористые полосы и фольги с необычными рисунками на их поверхности, называемых нами «сложноструктури- рованными композитами» [7]. Этот вид слоистых композитов имеет хорошие перспективы примене- ния его как в различных технических изделиях, так и в изделиях декоративно-прикладного искусства, бытовых изделиях и пр. (см. рис. 3,б). Понятно, что переработка отходов основного производства в со- путствующую товарную продукцию будет положи- тельно влиять на рентабельность производства мно- гослойных композитов с использованием метода ГПВ. ТРАНСФОРМИРОВАНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ КОМПОЗИТОВ В ИЗДЕЛИЯ ИЗ МИКРОЛАМИНАТОВ Схема получения МЛ с использованием вакуум- ной прокатки(см. рис. 1, б) отражает основные ста- дии изготовления любых типов МЛ как собственно конструкционных или функциональных материалов, но не учитывает ряда важных аспектов их практиче- ского использования. Как отмечено выше, ключевым и отличительным элементом нашего подхода к проблеме производ- ства изделий из МЛ является то, что синтез упроч- няющего компонента композита осуществляется в процессе термообработки заготовки этого изделия, сформированной из соответствующего МСК (рис. 4). Необходимость применения этой маршрутной схемы обусловлена тем, что проведение большин- ства обычных технологических манипуляций с МЛ приведет к образованию локальных трещин в хруп- ких переходных зонах из интерметаллидов или фаз внедрения. Понятно, что наличие таких структур- ных микродефектов в материале изделия, с точки зрения его функциональной пригодности, является недопустимым. Поэтому не рассматриваем МЛ как конструкционные материалы для конечного изделия в традиционном смысле – таковыми являются толь- ко МСК, используемые для изготовления заготовки изделия. В целом процесс производства изделий состоит из трех основных этапов: - изготовление МСК с большим удельным чис- лом слоев; 93 Рис. 4. Маршрутная схема производства изделий из микроламинатов - формирование из этого композита заготовки изделия, конфигурация и размеры которой практи- чески полностью совпадают с теми, которые должно иметь готовое изделие; - трансформирование многослойной композит- ной заготовки в изделие из МЛ путем синтеза на границах раздела разнородных металлов соответст- вующих упрочняющих фаз в процессе термообра- ботки заготовки по заданному режиму. Первая стадия, описанная в предыдущем раз- деле, базируется на использовании сварки разно- родных металлов по методу ГПВ и поэтому требует применения специального вакуумного прокатно- сварочного оборудования. Отметим, что расчетная производительность вакуумных прокатно-свароч- ных установок типа СВАПР, имеющихся в ННЦ ХФТИ, может обеспечить изготовление вакуумной прокаткой примерно 200 т многослойных компо- зитов в год. Вторая стадия осуществляется по общепринятым машиностроительным технологиям формирования изделий нужной конфигурации и размеров – это могут быть штамповка, гибка, различные виды об- работки металлорежущим инструментом и др. Эти операции выполняются на обычном оборудовании и не сопряжены с трудностями, обусловленными спе- цификой строения многослойных композитов. Име- ется в виду то обстоятельство, что суммарная доля переходных зон между слоями из разнородных ме- таллов в объеме многослойного композита состав- ляет всего несколько процентов. Поэтому влияние их свойств, отличных от свойств матричных метал- лов, не сказывается существенно на обрабатываемо- сти и других технологических характеристиках композитов по сравнению с матричными металлами. Третью стадию следует осуществлять с исполь- зованием современного термического оборудования, обеспечивающего возможность проведения термо- обработки в защитных средах или в вакууме. Выбор параметров термообработки должен базироваться на результатах предварительных исследований особен- ностей термоактивируемой эволюции строения и свойств МЛ. Приведенные выше данные достаточно полно и аргументировано обосновывают наш вывод о том, что метод ГПВ потенциально имеет весьма благо- приятные перспективы использования его в круп- номасштабном производстве разнообразных много- слойных композитов и, в конечном итоге, изделий из МЛ. Но вполне очевидно, что реализуемость этих перспектив во многом будет зависеть от наличия рыночного спроса на эти изделия. Вопрос о конкретных сегментах рынка изделий из микроламинатов и их возможной емкости на се- годняшний день является сложным и достаточно дискуссионным. Мы изложим свою точку зрения на некоторые аспекты этого вопроса, акцентируя вни- мание на общности и различии этих аспектов для МЛ и ВКМ. Прежде всего, отметим, что основные резуль- таты фундаментальных и прикладных исследований в области ВКМ были получены еще в 60-70-х годах прошлого века, а МЛ стали интересовать материа- ловедов и конструкторов только в последние годы [1]. Об этом свидетельствуют хронология и объем 94 публикаций, посвященных этим двум типам компо- зитов. Следовательно, сегодня МЛ находятся только в начале пути к созданию на их основе новых про- мышленных изделий, в то время как ВКМ прошли эту стадию своего становления почти полвека назад. Такое отставание можно связать с тем, что в то вре- мя еще не были развиты эффективные методики получения МЛ, а также еще не были установлены пределы рационального применения ВКМ, связан- ные с высокой анизотропией их свойств. Опираясь на богатый практический опыт полу- чения и успешного применения ВКМ, можно ожи- дать, что качественно аналогичные результаты бу- дут получены и в области МЛ. Главным доводом в пользу реалистичности этого прогноза является то, что и МЛ, и ВКМ появились и совершенствуются на базе одной и той же плодотворной материаловедче- ской идеи. Она состоит в использовании для упроч- нения макроразмерных металлических изделий из МЛ (из ВКМ) двумерных (одномерных) неметалли- ческих армирующих фрагментов, толщина (диа- метр) которых лежит в микрометровом диапазоне. В заключение этой публикации нам представля- ется возможным сделать общий вывод о том, что дальнейшее развитие нашего подхода к получению изделий из МЛ, несомненно, позволит не только повысить уровень изотропии свойств тех изделий, в которых уже используются ВКМ, но и приведет к появлению новых типов композитных изделий, в которых применение ВКМ нецелесообразно или невозможно. Опираясь на накопленный к на- стоящему времени экспериментальный задел, в обо- зримом будущем мы планируем разработать не- сколько типов МЛ такого функционального назна- чения: - радиационно-защитные МЛ на основе систем из нескольких металлов с различными атомными номерами; - радиационно-стойкие МЛ на основе систем из разнородных ОЦК-металлов; - МЛ с высокими удельными механическими свойствами и жаропрочностью на основе систем Al- Ti, Fe-Ti, Ni-Ti для авиационной, ракетно-космиче- ской техники и автомобилестроения; - МЛ с особыми магнитными свойствами на ос- нове системы Cu-Fe для радиоэлектронных изделий; - МЛ на основе систем из сталей с различным содержанием углерода и других легирующих эле- ментов для лопаток паровых турбин, различных ре- жущих изделий, бронезащитных структур и др.; - МЛ на основе системы Cu-Al для высокопроч- ных электропроводящих изделий; - МЛ на основе системы ниобий-оловянистая бронза для низкотемпературных сверхпроводников. Эта публикация подготовлена в рамках выпол- нения проекта № 3481 УНТЦ. ЛИТЕРАТУРА 1. Композиционные материалы. Справочник / Под ред. Д.М.Карпиноса. Киев: «Наукова думка», 1985, 592 с. 2. http://library.mephi.ru/data/scientific- sessions/2002/Innovac_1/181.html 3. http://issp3.issp.ac.ru/lmf/ 4. С.Ю. Диденко, Н.И. Ильченко, Н.Д. Рыбаль- ченко. Вакуумная прокатка: история и перспек- тивы развития // Академик Виктор Евгеньевич Иванов. Харьков: ННЦ ХФТИ, 2008, с. 115-127. 5. В.М. Ажажа, В.М. Амоненко, Г.П. Ковтун и др. Свойства многослойных металлических компо- зиций из тугоплавких металлов // Физика и химия обработки материалов. 1967, № 5, с. 69-74. 6. В.М. Амоненко, А.С. Тронь, В.В. Мухин и др. Получение биметаллов прокаткой в вакууме и их свойства // Цветные металлы. 1966, № 12, с.78-81. 7. С.Ю. Диденко, Н.И. Ильченко, И.М. Неклюдов, С.Л. Бондаренко. Получение методом горячей прокатки в вакууме слоистых и композиционных материалов типа медь-сталь и исследование их свойств // Вопросы атомной науки и техники. Серия: «Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение». 2003, № 3, с. 158 - 160. Статья поступила в редакцию 11.02.2010 г. ПЕРСПЕКТИВИ ВИРОБНИЦТВА ТА ВИКОРИСТАННЯ МЕТАЛЕВИХ МІКРОЛАМІНАТІВ, ОТРИМУВАНИХ ВАКУУМНОЮ ПРОКАТКОЮ І.М. Неклюдов, В.А. Білоус, В.М. Воєводін, С.Ю. Діденко, М.І. Ільченко, Ю.С. Діденко, Ю.М. Ільченко На основі результатів порівняльного аналізу характеристик шарчастих і волокнистих композитів, обґру- нтовано концепцію отримання та використання нового типу композиційних матеріалів – металевих мікро- ламінатів з двовимірними армуючими елементами. Показано перспективність застосування вакуумної про- катки у виробництві багатошарових композитів і мікроламінатів. PROSPECTS OF MANUFACTURING AND USE OF METAL MIKROLAMINATES OBTAINED BY VACUUM ROLLING I.М. Neklyudov, V.А. Bilous, V.M. Voyevodin, S.Yu. Dihdenko, M.I. Ilchenko, Yu.S. Didenko, Yu.M. Ilchenko Based on the results of comparative analysis of characteristics of laminated and fibrous composites, the concept of obtaining and using a new type of composite material – metal microlaminates with two-dimensional reinforcing elements is substantiated. The prospectivity of application of vacuum rolling in production of multilayer composites and microlaminates is demonstrated.

Перспективы производства и использования металлических микроламинатов, получаемых вакуумной прокаткой

Репозитарії

Схожі ресурси