RU2751205C1 - КОМПОЗИТНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ КВАЗИКРИСТАЛЛА СИСТЕМЫ Al-Cu-Fe И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ - Google Patents

КОМПОЗИТНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ КВАЗИКРИСТАЛЛА СИСТЕМЫ Al-Cu-Fe И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Download PDF

Info

Publication number
RU2751205C1
RU2751205C1 RU2019141757A RU2019141757A RU2751205C1 RU 2751205 C1 RU2751205 C1 RU 2751205C1 RU 2019141757 A RU2019141757 A RU 2019141757A RU 2019141757 A RU2019141757 A RU 2019141757A RU 2751205 C1 RU2751205 C1 RU 2751205C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
powder
nickel
pressure
composite
gpa
Prior art date
Application number
RU2019141757A
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Алексеевич Екимов
Александр Сергеевич Иванов
Александр Фридрихович Паль
Алексей Николаевич Рябинкин
Александр Олегович Серов
Андрей Никонович Старостин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорации по атомной энергии "Росатом"
Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорации по атомной энергии "Росатом", Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорации по атомной энергии "Росатом"
Application granted granted Critical
Publication of RU2751205C1 publication Critical patent/RU2751205C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408Light metal alloys
    • C22C1/0416Aluminium-based alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/14Treatment of metallic powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/17Metallic particles coated with metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02Compacting only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/12Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/08Amorphous alloys with aluminium as the major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C49/00Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/02Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
    • C22C49/04Light metals
    • C22C49/06Aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/248Thermal after-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/01Reducing atmosphere
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/10Inert gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/20Use of vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/15Nickel or cobalt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02Compacting only
    • B22F3/04Compacting only by applying fluid pressure, e.g. by cold isostatic pressing [CIP]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C2200/00Crystalline structure
    • C22C2200/06Quasicrystalline

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Изобретение относится к порошковым технологиям получения твердых объемных композиционных материалов на основе квазикристаллов. Композитный материал на основе квазикристаллического порошка системы Al-Cu-Fe содержит никелевую связку в виде равномерной армирующей никелевой сетки при содержании никеля в композите не выше 3 мас.%. Способ получения композитного материала включает нанесение никелевого покрытия на частицы порошка квазикристалла системы Al-Cu-Fe, прессование порошка с никелевым покрытием при давлении более 1.5 ГПа и отжиг спрессованного порошка при давлении менее 100 МПа в восстановительной или инертной атмосфере или в вакууме при температуре не выше 850 К. Изобретение направлено на получение объемных полно-плотных композиционных квазикристаллических материалов с высокими механическими свойствами, пониженным коэффициентом трения и повышенной устойчивостью к механическому износу. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Description

Область применения
Изобретение предназначено для получения объемных, полно-плотных композитных материалов на основе квазикристаллов. Изобретение относится к порошковым технологиям получения твердых объемных материалов с низким коэффициентом трения, повышенной устойчивостью к механическому износу, повышенной коррозионной стойкостью и пониженной чувствительностью к радиационным повреждениям. Именно такие материалы могут найти широкое применение в машиностроении, при создании космических аппаратов, работающих в глубоком вакууме, в химической и электронной промышленности, в атомной энергетике для повышения ресурса работы и надежности при эксплуатации деталей машин и механизмов, а также для придания новых функциональных возможностей изделиям из традиционных, относительно дешевых материалов.
Состояние проблемы и предшествующий уровень техники
Отличительной особенностью квазикристаллов является необычная совокупность свойств: низкий коэффициент трения, высокая износостойкость, высокая коррозионная стойкость, а также низкая слипаемость [1-3]. Данные физико-механические свойства квазикристаллов Al-Cu-Fe, а также существующий эффективный метод их получения в виде порошков [4] обуславливают необходимость разработки метода получения из этих порошков объемных материалов. Вместе с тем формирование изделий из квазикристаллов с использованием порошковой технологии наталкивается на значительные трудности: низкая слипаемость квазикристаллов, приводит, в частности, к повышенному износу пар трения и появлению сколов и трещин в готовых изделиях. В связи с этим разрабатываются различные способы формирования композитнных материалов, наследующих уникальные свойства квазикристаллических соединений. В [4] были получены объемные образцы, представляющие собой алюминиевые и полимерные матрицы с включениями частиц квазикристалла Al-Cu-Fe. Недостатком этого метода является низкая твердость получаемых материалов [5]. Существующие методы изготовления композитных материалов основаны на процессе перемешивания материала основы и связующего компонента [6]. При этом и тот и другой компоненты находятся в дисперсном состоянии. Однако идеальной однородности введения малых количеств связующего достигнуть не удается из-за физических ограничений, обусловленных стохастической природой процесса перемешивания. С другой стороны, известны методы получения дисперсных композитных материалов (ДКМ) - порошков, состоящих из малых частиц, покрытых оболочками, позволяющие нанести определенное количество связующего компонента на частицы основы и, тем самым, обеспечить равномерное введение связующего компонента.
Нами разработан способ получения дисперсных композитных материалов в пылевой плазме. Способ основан на использовании свойств плазменно-пылевых ловушек, позволяющих удерживать в течение длительного времени в плазме левитирующие структуры из пылевых частиц. На эти частицы с помощью потока атомов, создаваемого магнетронной распылительной системой, наносится металлическое покрытие [7-11]. Способ дает возможность получать малые частицы различных материалов (средний размер в диапазоне 1-10 мкм) с покрытиями, толщиной 10-20 нм. Разработанный способ нанесения покрытий на поверхности малых частиц в плазме обладает рядом преимуществ, таких как: отсутствие принципиальных ограничений на химический состав частиц порошка и покрытий, возможность получать химически чистые нанопокрытия, высокая адгезионная прочность, сплошность и контролируемость толщины наносимого слоя. В зависимости от разрядных условий можно получать покрытия различной морфологии.
При введении связующего компонента в порошок в виде подобного покрытия уровень однородности распределения компонентов ограничивается только средним размером частиц. За счет этого характеристики плотных материалов, получаемых на основе таких композитных порошков, улучшаются. Становится возможным создание нового типа массивных материалов, обладающих антипригарными и антифрикционными свойствами квазикристаллических соединений.
Известен метод [12] улучшения механических свойств квазикристаллических материалов при сохранении низких значений коэффициента трения. Решение этой задачи пытались найти посредством создания композитного материала на основе порошков квазикристалла, частицы которых покрывали нанооболочками никеля в плазменно-пылевой ловушке. Спрессованные из таких порошков образцы после отжигов в водороде в ряде случаев показали достаточно низкие значения коэффициента трения (~0,15) и практически полное отсутствие износа в процессе трибологических испытаний [12]. Присутствие же армирующей никелевой сетки внутри спеченного образца должно приводить к существенному повышению ударной вязкости. Однако получить устойчивый, хорошо воспроизводимый результат не удалось, т.к. использовали прессование при сравнительно низком давлении (~1-1,5 ГПа). При этом наблюдались сколы образцов и, в ряде случаев, проявлялась их пористая структура. Кроме того, спекание спрессованных образцов в водороде при температуре ~1000 К приводило к взаимодействию квазикристаллического ядра с никелевым покрытием с образованием β-фазы.
Этот метод является наиболее близким по технической сущности к рассматриваемому изобретению. Существенным ограничением этого метода является слабая воспроизводимость результатов, связанная с образованием дефектов, наличием пор в структуре материала и заметным ростом содержания β-фазы.
Известен метод получения объемного плотного материала из порошка квазикристалла Al-Cu-Fe без использования связок и активаторов путем холодного прессования при давлениях 8-9 ГПа с последующим отжигом при атмосферном давлении [13]. Метод позволяет получить образцы со средним коэффициентом трения 0.15 и плотностью, близкой к теоретической. Вместе с тем следует заметить, что чистые квазикристаллические материалы являются весьма хрупкими, и их ударная вязкость находится на сравнительно низком уровне, что ограничивает возможности их практического применения. Поэтому прессование при высоких давлениях само по себе не обеспечивает оптимального сочетания трибологических и прочностных свойств материала. Кроме того, недостатки спекания квазикристаллов Al-Cu-Fe при высоких давлениях, обуславливающие отсутствие практических результатов, связаны с появлением в структуре квазикристаллов специфических дефектов [13-15].
Таким образом, ограничениями этого метода являются наличие дефектов в спрессованных образцах и низкая ударная вязкость получаемых изделий, характерная для чистых квазикристаллов.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является получение твердых объемных, полноплотных материалов с низким коэффициентом трения и повышенной прочностью и устойчивостью к механическому износу. Технический результат изобретения состоит в (а) улучшении характеристик получаемых объемных материалов и (б) создании дополнительных возможностей для новых технологических применений за счет улучшения их свойств.
Технический результат реализуется с помощью композитного материала на основе квазикристаллического порошка системы Al-Cu-Fe с никелевой связкой, содержащего армирующую никелевую сетку и достигается тем, что на частицы порошка квазикристалла системы Al-Cu-Fe наносят никелевое покрытие (для этого порошок квазикристалла преимущественно подвергается обработке в плазме, в результате которой на поверхности частиц порошка образуется тонкое (10-20 нм) никелевое покрытие). Затем, обработанный порошок, представляющий собой дисперсный композитный материал, прессуется при комнатной температуре в квазигидростатических условиях при давлении более 1.5 ГПа.
Перед прессованием при высоком давлении порошок может быть прогрет в водороде при температуре менее 773 К (или, предпочтительнее, менее 770 К) для восстановления оксидной пленки на поверхности никелевого покрытия.
Порошки предварительно могут быть скомпактированы при давлении не более 0.7 ГПа.
Далее порошок с никелевым покрытием прессуется при давлении более 1.5 ГПа и спрессованный порошок отжигается предпочтительно при давлении менее 100 МПа в восстановительной или инертной атмосфере. Высокая плотность образцов, получаемых в результате прессования при указанных давлениях, а в частных вариантах при давлениях 8-9 ГПа, позволяет исключить образование пор и сколов, а никелевая связка обеспечивает повышенную устойчивость к механическому износу изделия. Образцы, полученные холодным прессованием при давлениях 8-9 ГПа, отжигаются затем при нормальном давлении в восстановительной или инертной атмосфере или в вакууме с образованием армирующей никелевой сетки внутри спеченного образца. Температура отжига при нормальном давлении не должна превышать 850 К.
Высокие трибологические и прочностные свойства плотных образцов достигаются благодаря применению высоких давлений для получения полноплотных прессовок и образованию внутри спеченного образца равномерной армирующей никелевой сетки настолько тонкой, чтобы относительное содержание никеля в композите не превысило 3 масс. %.
Пример использования изобретения
Получение объемных полноплотных композитных материалов с пониженным коэффициентом трения и повышенной устойчивостью к механическому износу из порошков дисперсных композитных материалов на основе квазикристалла Al-Cu-Fe, частицы которых покрыты нанооболочками никеля, с использованием высоких давлений 8-9 ГПа.
Для получения никелевого покрытия на частицах квазикристаллического порошка, порошок обрабатывали в пылевой плазме с помощью магнетронной распылительной системы. Использован порошок квазикристалла Al-Cu-Fe с размерами частиц в диапазоне 0.5-20 мкм. Для очистки порошка от адсорбированных газообразных примесей на подготовительной стадии эксперимента в течение 15 минут проводили нагрев реактора с содержащимся в нем порошком до 200°С с одновременной вакуумной откачкой. Напыление никелевых покрытий на частицы проводили в аргоне марки ВЧ при давлении 0.4 Па с расходом 20 sccm. Длительность осаждения составляла 40 минут. По окончании процесса порошок, состоящий из частиц с покрытием, извлекали из реактора при атмосферных условиях.
Обработанные в плазме порошки прессовали в камере высокого давления при давлении 8 ГПа при комнатной температуре в графитовом контейнере. Затем полученные образцы отжигали в водороде при атмосферном давлении. Для отжига использовалась кварцевая печь. Температура отжига составляла 823 К, время отжига 40 мин. После отжига образцы охлаждались в водороде вместе с печью до комнатной температуры. Были получены цилиндрические образцы композита высотой 3 мм и диаметром около 4 мм (Фиг. 1).
Микроструктура образцов исследована при помощи сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). На Фиг. 2 приведено СЭМ-изображение отшлифованной поверхности образца.
На Фиг. 3 светлым тоном выделено распределение никеля на этом же участке поверхности, полученное в режиме картирования. Сигнал от характеристического излучения никеля практически отсутствует на сошлифованных участках зерен, но во всех прослойках между зернами он регистрируется. Таким образом, видно, что никель распределен равномерно по поверхности частиц.
Плотность образцов определяли пикнометрическим методом. Измеренная плотность образцов находилась в диапазоне 4.63-4.68 г/см3, что соответствует максимальным значениям плотности квазикристаллов, известным из литературы.
Исследование упругих характеристик проводили импульсным ультразвуковым методом на частоте 10 МГц. Механические свойства образцов были изучены методом измерительного индентирования на приборе NanoHardness Tester с увеличением нагрузки до 30 мН, по девяти измерениям. Твердость образцов находится в диапазоне 7-10 ГПа, характерном для блочного квазикристалла, модуль Юнга - в диапазоне 130-150 ГПа.
Согласно приведенным данным полученные образцы обладают коэффициентом трения по стали в диапазоне 0,05-0,15 и повышенной износостойкостью.
Таким образом, с помощью разработанного метода нами получены объемные полно-плотные композитные квазикристаллические материалы с высокой твердостью, высоким модулем упругости, пониженным коэффициентом трения и повышенной устойчивостью к механическому износу.
Источники информации
1. Zbigniew М. Stadnik (Ed). Physial Properties of Quasicrystals. Springer Series in SOLID-STATE SCIENCES.
2. J.-M. Dubois, S.S. Kang and Y. Massiani. Application of quasicrystalline alloys to surface coating of soft metals. Non-Crystalline Solids, 153&154, 443-445, 1993.
3. J.-M. Dubois, S.S. Kang and A. Perrot. Materials Science and Enqineering, A179/A180, 122-126, 1994.
4. Kaloshkin, S.D., Tcherdyntsev, V.V., and Danilov, V.D., Preparation of Al-Cu-Fe quasicrystalline powdered alloys and related materials by mechanical activation, Crystallogr. Rep., 2007, vol. 52, no. 6, p.953.
5. Petrzhik, M.I. and Levashov, E.A., Modern methods of investigating functional surfaces of advanced materials by mechanical contact testing, Crystallogr. Rep., 2007, vol. 52, no. 6, p.966.
6. Патент: Preparation process for quasi-crystal particles reinforced magnesium base composite material CN 1306051 С.
7. V.E. Fortov, H. Hora A.S. Ivanov et al. Methode und Anordnung zur Herstellung dispergierter zusammengesetzter Materialien. Offenlegungsschrift DE 19832908 A1. 1998.
8. H. Kersten, P. Schmetz, G.M.W. Kroesen, Surface Modification of Powder Particles by Plasma Deposition. Surf. Coat. Technol. 108-109, 507, (1998).
9. А.С. Иванов, B.C. Митин, А.Ф. Паль, А.Н. Рябинкин, А.О. Серов, A.Н. Старостин Дисперсные композиционные материалы с нанопокрытием / Нанотехника, 2008, №14, с. 21-25.
10. Иванов А.С., Митин В.С., Паль А.Ф., Рябинкин А.Н., Серов А.О., Скрылёва Е.А., Старостин А.Н., Фортов В.Е., Шульга Ю.М., Получение дисперсных композиционных материалов в пылевой плазме, Доклады академии наук, 395, 3, 2004, 335-338.
11. А.С. Иванов, А.Ф. Паль, А.Н. Рябинкин, А.О. Серов, Е.А. Екимов, А.B. Смирнов, А.Н. Старостин / Применение пылевой плазмы для получения дисперсных композиционных материалов Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2013, т. LVII, №3 с. 70 - 82.
12. Ivanov, A.S., Kruglov, V.S., Pal, A.F., et al., Synthesis and characterization of macrocomposites based on nickel coated quasicrystalline Al-Cu-Fe powder, Tech. Phys. Lett, 2011, vol. 37, no. 10, p.917.
13. E.A. Ekimov, V.P. Sirotinkin, M.I. Petrzhik, E.L. Gromnitskaya, Sintering, structure, and physicomechanical properties of Al-Cu-Fe quasicrystals compacted at high pressure, Inorganic Materials, vol. 50, issue 1, pp 52-57.
14. X. Jiang, Z. Chen, Y. Wang, D. Zhou, "The crystalline to quasicrystalline phase transformation in rapidly solidified Al65Cu20Fe15 powder at high pressure and high temperature". Scripta Metall. Mater, vol. 27, 1401-1403 (1992).
15. Yu. V. Mil'man, N.A. Efimov, S.V. Ul'shin, A.I. Bykov, O.D. Neikov, A.V. Samelyuk, "Mechanical properties of Al-Cu-Fe alloys sintered at high pressure". Powder Metallurgy and Metal Ceramics vol. 49, 280-288 (2010).

Claims (7)

1. Композитный материал на основе квазикристаллического порошка системы Al-Cu-Fe с никелевой связкой, отличающийся тем, что содержит никелевую связку в виде равномерной армирующей никелевой сетки при содержании никеля в композите не выше 3 мас.%.
2. Способ получения композитного материала по п. 1, содержащий шаги нанесения никелевого покрытия на частицы порошка квазикристалла системы Al-Cu-Fe, прессования порошка с никелевым покрытием при давлении более 1.5 ГПа и отжига спрессованного порошка при давлении менее 100 МПа в восстановительной или инертной атмосфере или в вакууме при температуре не выше 850 К.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что прессование порошка осуществляют при давлении более 8 ГПа.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что прессование порошка осуществляют при давлении менее 9 ГПа.
5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что перед прессованием порошок квазикристалла с никелевым покрытием отжигают в восстановительной атмосфере при температуре менее 770 К.
6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что перед прессованием при высоком давлении порошок квазикристалла с никелевым покрытием компактируют при давлении не более 0.7 ГПа.
7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что перед прессованием при высоком давлении порошок квазикристалла с никелевым покрытием компактируют при давлении не более 0,7 ГПа с последующим отжигом в восстановительной атмосфере при температуре менее 770 К.
RU2019141757A 2017-12-22 2017-12-22 КОМПОЗИТНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ КВАЗИКРИСТАЛЛА СИСТЕМЫ Al-Cu-Fe И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ RU2751205C1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000960 WO2019125199A1 (ru) 2017-12-22 2017-12-22 Композитный материал на основе квазикристалла системы al-cu-fe и способ его получения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2751205C1 true RU2751205C1 (ru) 2021-07-12

Family

ID=66993774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019141757A RU2751205C1 (ru) 2017-12-22 2017-12-22 КОМПОЗИТНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ КВАЗИКРИСТАЛЛА СИСТЕМЫ Al-Cu-Fe И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200406353A1 (ru)
EP (1) EP3730661A4 (ru)
JP (1) JP2021508787A (ru)
CN (1) CN112218967B (ru)
RU (1) RU2751205C1 (ru)
WO (1) WO2019125199A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740496C1 (ru) * 2020-06-08 2021-01-14 Общество с ограниченной ответственностью "НАНОКОМ" (ООО НАНОКОМ) Способ получения квазикристаллического материала

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2183687C1 (ru) * 2000-10-11 2002-06-20 Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) Металломатричный композит
CN1524975A (zh) * 2003-09-18 2004-09-01 上海交通大学 准晶颗粒增强铝基复合材料的制备工艺
RU2436656C1 (ru) * 2010-08-18 2011-12-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ получения антифрикционного изделия из композиционного материала

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19832908A1 (de) 1998-07-22 2000-01-27 Hora Heinrich Methode und Anordnung zur Herstellung dispergierter zusammengesetzter Materialien
CN1169984C (zh) * 2001-12-11 2004-10-06 上海交通大学 喷射共沉积准晶颗粒增强铝基复合材料的制作工艺
WO2004092450A1 (en) * 2003-04-11 2004-10-28 Lynntech, Inc. Compositions and coatings including quasicrystals
CN1306051C (zh) 2003-09-18 2007-03-21 上海交通大学 制备准晶颗粒增强镁基复合材料的工艺
CN100340684C (zh) * 2005-08-04 2007-10-03 上海交通大学 粉末热压法制备准晶颗粒镁基复合材料的方法
RU2370567C2 (ru) * 2007-12-18 2009-10-20 Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА КВАЗИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ОДНОФАЗНОГО СПЛАВА Al-Cu-Fe
RU2430995C2 (ru) * 2009-10-28 2011-10-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ получения композиционного покрытия
CN105603249B (zh) * 2016-01-07 2017-05-31 燕山大学 一种具有梯田状外形Al‑Cu‑Fe准晶块体材料的制备方法
CN105655558A (zh) * 2016-01-19 2016-06-08 天津理工大学 金属薄膜包覆AlCuFe准晶合金的制备方法及其应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2183687C1 (ru) * 2000-10-11 2002-06-20 Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) Металломатричный композит
CN1524975A (zh) * 2003-09-18 2004-09-01 上海交通大学 准晶颗粒增强铝基复合材料的制备工艺
RU2436656C1 (ru) * 2010-08-18 2011-12-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ получения антифрикционного изделия из композиционного материала

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ekimov E.A. et al., Sintering, structure and phisicomechanical properties of Al-Cu-Fe quasicrystale compacted at high pressure, Inorganic materials, 2014, v.50, no 1, p.52-57. *
Ivanov A. S. et al., Synthesis and characterization of macrocomposites based on nickel coated quasicrystallne Al-Cu-Fe-powder, Tech. Phys. Lett, 2011, v. 37, no 10, p. 917-920. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112218967B (zh) 2022-07-05
US20200406353A1 (en) 2020-12-31
EP3730661A1 (en) 2020-10-28
CN112218967A (zh) 2021-01-12
JP2021508787A (ja) 2021-03-11
WO2019125199A1 (ru) 2019-06-27
EP3730661A4 (en) 2021-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Microstructure and properties of porous Si3N4 ceramics with a dense surface
Moradkhani et al. Mechanical properties and microstructure of B4C–NanoTiB2–Fe/Ni composites under different sintering temperatures
Yaşar et al. Improving fracture toughness of B4C–SiC composites by TiB2 addition
Lepeshev et al. Physical, mechanical, and tribological properties of quasicrystalline Al-Cu-Fe coatings prepared by plasma spraying
RU2751205C1 (ru) КОМПОЗИТНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ КВАЗИКРИСТАЛЛА СИСТЕМЫ Al-Cu-Fe И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
Zhai et al. Effect of Si content on microstructure and properties of Si/Al composites
Zheng et al. CVD synthesis of nanometer SiC coating on diamond particles
Maliska et al. Surface porosity sealing effect of plasma nitrocarburizing on sintered unalloyed iron
KR20080080462A (ko) 마이크로파 소결에 의한 고밀도 세라믹 및 서멧 스퍼터링타겟
JP4940239B2 (ja) 亜酸化ホウ素複合材料
Maximov et al. Studying of sintered WC-8Co powder with coatings of aluminum oxide produced by atomic layer deposition
Solodkyi et al. Low-temperature synthesis of boron carbide ceramics
JP5636589B2 (ja) ダイヤモンド状炭素被膜の製造方法
Yunlong et al. Fabrication of SiC@ Cu/Cu composites with the addition of SiC@ Cu powder by magnetron sputtering
JP2004026513A (ja) 酸化アルミニウム耐摩耗性部材及びその製造方法
JP2006089351A (ja) 高硬度、高ヤング率、高破壊靭性値を有するWC−SiC系複合体及びその製造方法
Chang et al. Effect of vacuum hot-press process on the sintered characteristics and mechanical properties of a high-density Cr-31.2 mass% Ti alloy
Nekouee et al. Synthesis and properties evaluation of β-SiAlON prepared by mechanical alloying followed by different sintering technique
WO2023243566A1 (ja) 窒化ガリウムの焼結体及びその製造方法
Румянцева et al. Influence of reinforcement by the whiskers of Si3N4 and Mg2B2O5 on the properties of cBN-based composites
Sultanov et al. OPTIMIZATION OF COPPER-GRAPHITE COMPOSITE MATERIALS THROUGH SPARK PLASMA SINTERING: IMPACT OF VARIED POWDER SIZES ON PHYSICAL, MECHANICAL, AND ELECTRICAL PROPERTIES
Shishkin et al. Low-Density Composite Powder for Lightweight Parts Made by Means of Powder Metallurgy
Toksoy et al. Densification and microstructural properties of boron-carbide in spark plasma sintering
Hojo et al. Microstructure and properties of cermets obtained from Ni-plated TiC composite particles
Rumiantseva et al. Influence of reinforcement by the whiskers of Si₃N₄ and Mg₂B₂O₅ on the properties of cBN-based composites