СОДЕРЖАНИЕ
Воздействие потоков энергии на материалы
Ю.А. Кашлев, Н.А. Виноградова
Поглощение ультразвука
при низких температурах с учетом Ферми-жидкостной
корреляции электронов.................5
При низких температурах
поглощение ультразвука в металлах определяется
взаимодействием волн с электронами
проводимости. В рамках феноменологической
теории исследовано поглощение
ультразвука в нормальных металлах с учетом Ферми-
жидкостных корреляций электронов.
Предполагается, что вырожденная электронная
жидкость близка к состоянию
равновесия и масштаб пространственной неоднородности
1/q (q — волновой вектор ультразвука) больше длины свободного пробега
электронов
проводимости. Установлено, что
в том случае, когда учитываются Ферми-жидкостные
корреляции, в выражение для поглощенной
энергии ультразвука дополнительно входят
величины 1+ηL, где ηL есть моменты эффективного взаимодействия
между электронами
второго и третьего порядка.
Оценки ηL показали, что вклад жидкостных эффектов может
быть значительным.
Ключевые слова: ультразвук, металл, поглощение,
электрон, акустическая волна.
DOI: 10.30791/0015-3214-2018-4-5-7
Б.А. Лапшинов, Н.И. Тимченко
Определение температурной
динамики лазерного нагрева материалов методом спектральной пирометрии..............8
Методом спектральной
пирометрии определена динамика нагрева образцов Si, Nb
и Cu непрерывным излучением Nd:YAG-лазера (l=1,064 мкм, мощность до 30 Вт,
плотность мощности
(0,6-1,1)·103 Вт/см2). Тепловые спектры излучения фиксировались
малогабаритным спектрометром
видимого диапазона с частотой 33-15 Гц в интервале
температур выше
900 K. Температура поверхности образцов определялась путем
обработки 200-300 спектров специальной
программой “Spectral Pyrometry” и на
основании полученных данных
рассчитывалась динамика нагрева материалов. На образце
из электротехнической
стали определена динамика нагревания материала при лазерном
воздействии и его остывания после
прекращения действия лазерного излучения.
Ключевые слова: лазерный нагрев, спектр
излучения, нестационарная температура,
спектральный пирометр.
DOI: 10.30791/0015-3214-2018-4-8-15
Плазмохимические способы получения и обработки материалов
В.И. Калита, Д.И. Комлев, Г.А. Прибытков, М.Г. Криницын, А.А. Радюк, В.В. Коржова,
А.Ю. Иванников, А.В.
Алпатов, А.В. Барановский, А.Б. Михайлова
Структура, фазовый
состав и микротвердость плазменного керметного покрытия TiC-Ti.........................................16
Напыление порошков
Ti и TiC-Ti кермета в Ar-N плазме с местной защитой
сопровождается плавлением титановой
фазы и взаимодействием частиц напыляемого
материала с плазмой и азотом/кислородом
атмосферы напыления. Установлено, что по
сравнению с исходным порошком
содержание углерода в покрытии снижается с 11,1 до
9,23%, а содержание
азота и кислорода повышается с 0,077 до 2,73% и с 1,23 до 3,45%
соответственно. Микротвердость TiC-Ti керметного покрытия при нагрузке на индентор
20 г составляет
17,8 ГПа, что определяется снижением содержания карбида Ti2C со
100 до 76% и повышением
микротвердости матричной Ti фазы. Проведена расчетная
оценка состава нестехиометрической
оксикарбонитридной фазы TiC0,5N0,1O0,17 и ее
микротвердости в покрытии 19,6 ГПа.
Ключевые слова: плазменные покрытия, покрытия
Ti и TiC-Ti, оксикарбонитрид титана
TiC0,5N0,1O0,17, содержание углерода, азота и кислорода в покрытии.
DOI: 10.30791/0015-3214-2018-4-16-27
Функциональные покрытия и обработка материалов
Д.А. Романов, Е.М.
Кузив, В.А. Батаев, В.Е. Громов,
Ю.Ф. Иванов
Структура и свойства
электровзрывных покрытий системы TiC-Ni-Mo на штамповой стали
после электронно-пучковой
обработки..................................................................................................................................28
Исследованы фазовый и элементный состав поверхностного слоя штамповой стали
5ХНМ, подвергнутого электровзрывному напылению композиционного покрытия
системы TiC-Ni-Mo и последующему импульсному облучению высокоинтенсивным
электронным пучком
субмиллисекундной длительности. Определены режимы
электронно-пучковой
обработки, обеспечивающие формирование плотного, с
зеркальным блеском,
поверхностного слоя с субмикрокристаллической структурой
на основе карбида титана
и интерметаллидов на основе Mo, Ni и Ti. Показано, что
электронно-пучковая
обработка электровзрывного покрытия, осуществляемая в режиме
плавления, приводит
к формированию структурно- и концентрационно-однородного
поверхностного слоя.
Покрытия системы TiC-Ni-Mo обладают повышенной в 1,26
раза
износостойкостью по
сравнению со штамповой сталью 5ХНМ, используемой в качестве
подложки. Микротвердость сформированных покрытий составляет 450-2400 HV,
нанотвердость 25,5 ГПа, модуль упругости Е=398 ГПа.
Ключевые слова: электровзрывное напыление,
электронно-пучковая обработка, никель,
молибден, карбид титана, композиционное покрытие, штамповая
сталь, износостойкость,
структура.
DOI: 10.30791/0015-3214-2018-4-28-41
Композиционные материалы
В.А. Зеленский, А.Б. Анкудинов, М.И. Алымов, Н.М. Рубцов,
И.В. Трегубова, Н.В.
Петракова
Получение высокопористых
никелевых материалов из нанопорошков разной морфологии............................................42
Исследовано влияние морфологии никелевых нанопорошков, полученных химико-
металлургическим способом, разложением
формиата никеля и электровзрывной
обработкой, на свойства
пористых образцов, полученных методом порошковой
металлургии. Образцы из
смеси порошков никеля (30 об.%)
и бикарбоната аммония
(70 об.%) спекались при давлении 300 МПа при температуре
700°С в потоке водорода.
Максимальное значение общей и открытой пористости (65,8%) наблюдается на материале,
синтезированном из порошка никеля,
полученного по электровзрывной технологии. Для
двух других порошков никеля
пористость образцов была ниже.
Ключевые слова: пористые материалы, никелевый
порошок, пористость, прессование,
спекание, структура, рентгеновский анализ.
DOI: 10.30791/0015-3214-2018-4-42-49
В.Е. Данилов, В.В.
Строкова, А.М. Айзенштадт
Роль дисперсионных
и поляризационных эффектов при формировании древесно-минерального
композита на основе
тонкодисперсных компонентов..........................................................................................................50
Проведена оценка дисперсионного
и поляризационного взаимодействия частиц коры
сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) размером ~2 мкм и базальта (месторождение
Мяндуха, Архангельская область)
размером ~0,4 мкм в древесно-минеральном композите.
Основным критерием,
характеризующим взаимодействие, было поверхностное
натяжение на границе раздела
фаз “твердое тело–раствор”, рассчитанное методом ОВРК
(Оунса–Вендта–Рабеля–Кьельбле). Определено оптимальное соотношение древесного
и минерального компонентов,
обеспечивающее равенство сил взаимодействия
дисперсионной и поляризационной
природы. Установлено, что при содержании 20-
40 масс.% коры
в композите достигается максимальное значение коэффициента
конструктивного качества (ККК =
3,36-3,62), определяемого как отношение предела
прочности при сжатии к относительной
плотности материала.
Ключевые слова: древесно-минеральный композит,
кора сосны обыкновенной, базальт,
тонкодисперсные компоненты, поверхностное натяжение, прочность
на сжатие.
DOI: 10.30791/0015-3214-2018-4-50-56
Новые методы обработки и получения материалов с заданными свойствами
Э.С. Макаров, А.Е.
Гвоздев, Г.М. Журавлев, В.С. Юсупов, Н.Н.Сергеев,
О.М.Губанов, И.А. Цыганов
Концепции пластического
газа и модельные среды для дилатирующих изотропных материалов.................................57
Рассмотрен подход к
исследованию процессов пластического формоизменения
дилатирующих изотропных материалов с позиции концепции пластического газа.
Дано
определение дилатирующей среды, которую называют пластическим газом. Приведена
функция нагружения и ее возможные виды. Установлены зависимости коэффициента
пористости от давления
и определены области его изменения. Получены зависимости
между средним напряжением,
плотностью и коэффициентом уплотнения. Используя
гипотезу коаксиальности девиаторов напряжений
и скоростей деформаций, определены
соотношения между напряжениями
и скоростями деформации. Для случая плоской
деформации дилатирующей среды, подчиняющейся условию пластичности Кулона,
получены формулы для
расчета компонентов тензора напряжений, позволяющие
провести анализ напряженно-деформированного
состояния, то есть осуществлять
полное исследование процесса.
Ключевые слова: дилатирующие
материалы, изотропная среда, пластический газ,
функция нагружения, среднее напряжение,
плотность, коэффициент уплотнения, условие
пластичности Кулона.
DOI: 10.30791/0015-3214-2018-4-57-64
Чжан Юн-Цзюнь, Хань Цзинь-Тао
Исследование обрабатываемости
резанием автоматной стали с оловом.......................................................................65
Исследована обрабатываемость резанием автоматной стали с 0,2% Sn, полученной
вакуумной плавкой и горячей
обработкой давлением методом свободной ковки на
молотах. Методом МСВИ изучено распределение
элементов (Sn, S, Mn) в стали.
Установлено, что легширование оловом значительно повышает коэффициент
обрабатываемости резанием автоматной
стали до значения kv = 1,72. Обнаружен эффект
сегрегации S и Mn с образованием выделений
сульфида марганца MnS. Олово в виде
мелких частиц равномерно
распределяется в кристаллических зернах и по их границам,
а также сегрегирует на частицах MnS. В процессе резания частицы легкоплавкого олова
расплавляются и инициируют эффект
Ребиндера (жидкометаллическое охрупчивание),
что вызывает охрупчивание стали. Кроме того, олово оказывают смазывающее
действие
в месте контакта резца
со обрабатываемой поверхностью. Все эти эффекты приводят к
улучшению обрабатываемости резанием
автоматной стали с оловом.
Ключевые слова: автоматная сталь с оловом,
коэффициент обрабатываемости резанием,
эффект Ребиндера, смазывающее действие.
DOI: 10.30791/0015-3214-2018-4-65-70
А.В. Миронов, А.О.
Мариянац, О.А. Миронова, В.К. Попов
Структурообразование
в процессе фазового разделения тройной системы
“поли-D,L-лактид – тетрагликоль
– антирастворитель”..................................................................................................71
Представлены результаты
экспериментальных исследований процессов диффузии
и структурообразования
при фазовом разделении растворов поли-D,L-лактидов в
тетрагликоле во время их антисольвентного осаждения
в водной среде. Изучено влияние
молекулярной массы полимеров, начальных
концентраций их растворов и состава
антисольвентной среды на тип формируемых структур. Установлено, что в результате
процессов фазового разделения
могут образовываться либо фракталоподобные, либо
губчатые полимерные структуры.
Показано, что тип формируемой структуры зависит от
интенсивности диффузионных процессов
в тройной системе “полилактид–тетрагликоль–
антирастворитель”.
Ключевые слова: биосовместимые
полимеры, матриксы, фазовое разделение, структура,
антисольвент, тетрагликоль,
полилактид.
DOI:
10.30791/0015-3214-2018-4-71-80