ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2020, №01
Электрофизические свойства
сплавана основе 2 Co – Ti – Al, полученного
методом СВС-прессования
М. Л. Бусурина, А. В. Карпов, В. А. Щербаков,
А. Н. Грядунов, Н. В. Сачкова, А. Е. Сычев
Исследованы микроструктурные особенности, фазовый состав и электрофизические свойства интерметаллидного сплава Co2TiAl, полученного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) совмещенного с прессованием. Впервые методом СВС получен практически однофазный сплав на основе соединения Гейслера Co2TiAl, массовое содержание которого составляет не менее 82 %, в продуктах синтеза присутствуют также интерметаллиды TiCox переменного состава. Параметр элементарной ячейки Co2TiAl составил a = 5,8433 ± 0,0002 Å. Металлографическое исследование микроструктуры образцов после СВС-прессования показало уплотнение структуры и уменьшение пористости, в сравнении с образцами, полученными обычным СВС без приложения нагрузки к сгоревшему образцу. Среднее значение микротвердости синтезированного сплава равно Hµ = 5650 МПа, величина электросопротивления синтезированного материала при комнатной температуре — 1,35 мкОм·м. Исследовано изменение удельного электросопротивления в вакууме 1,33·10–3 Па в диапазоне температур 77 – 1300 К. При температурах выше 600 К поведение зависимости электросопротивления от температуры ρ(T) в сплаве Co2TiAl показывает уменьшение наклона кривой, то есть для данного сплава имеет место так называемый эффект насыщения сопротивления. Значение точки Кюри, соответствующее переходу из магнитного в парамагнитное состояние, составило 133 К.
Ключевые слова: интерметаллиды, тепловой взрыв, фаза Гейслера Co2TiAl, электросопротивление.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-5-12
Бусурина Мария Леонидовна — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (ул. Академика Осипьяна, 8, Черноголовка, 142432 Россия), младший научный сотрудник, специалист в области синтеза интерметаллидных сплавов системы Ti – Al – Me. E-mail: busurina@ism.ac.ru; сhernegam@mail.ru.
Карпов Андрей Владиславович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (ул. Академика Осипьяна, 8, Черноголовка, 142432 Россия), научный сотрудник, специалист в области электрофизических измерений. E-mail: karpov@ism.ac.ru.
Грядунов Александр Николаевич — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (ул. Академика Осипьяна, 8, Черноголовка, 142432 Россия), старший научный сотрудник, специалист в области СВС-прессования. E-mail: gryad@ism.ac.ru.
Щербаков Владимир Андреевич — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (ул. Академика Осипьяна, 8, Черноголовка, 142432 Россия), доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией, специалист в области энергетического стимулирования физико-химических процессов. E-mail:vladimir@ism.ac.ru.
Сачкова Нина Викторовна — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (ул. Академика Осипьяна, 8, Черноголовка, 142432 Россия), научный сотрудник, специалист в области сканирующей электронной микроскопии. E-mail: sem@ism.ac.ru.
Сычев Александр Евгеньевич — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (ул. Академика Осипьяна, 8, Черноголовка, 142432 Россия), кандидат технических наук, заведующий лабораторией, специалист в области исследования структуро- и фазообразования в процессе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). E-mail: sytschev@ism.ac.ru.
Ссылка на статью:
Бусурина М.Л., Карпов А.В., Щербаков В.А., Грядунов А.Н., Сачкова Н.В., Сычев А.Е. Электрофизические свойства сплава на основе 2 Co – Ti – Al, полученного методом СВС-прессования. Перспективные материалы, 2020, № 1, с. 5 – 12. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-5-12
Механизм инверсии сорбционных свойств монтмориллонита катионным поверхностно-активным веществом
Т. В. Конькова, А. П. Рысев, Е. В. Мищенко
Органо-минеральные производные монтмориллонита, модифицированного солями четвертичных аммониевых соединений являются перспективными адсорбентами для очистки сточных вод от тяжёлых металлов в анионной форме, а также анионных красителей и пестицидов. Расширены представления о механизме адсорбции анионов, на примере монтмориллонита, модифицированного катионным поверхностно-активным веществом (ПАВ) — хлоридом дидецилдиметиламмония. Высокая скорость адсорбции анионов хрома, появление адсорбционной способности только при перезарядке поверхности, а также зависимость величины адсорбции от рН, в том числе для рН-независимых нитрат-анионов свидетельствуют, что существенный вклад в адсорбцию анионов вносят силанольные и алюминольные группы на боковой поверхности алюмосиликатных слоёв минерала. Механизм инверсии адсорбционных свойств монтмориллонита заключается в перераспределении доступности различных видов адсорбционных центров поверхности для адсорбтива. Внутренняя отрицательно заряженная поверхность экранируется двойным слоем молекул ПАВ, блокирующих межслоевое пространство, которые не способны к гидратации, что препятствует расслаиванию минерала в водной среде.
Ключевые слова: монтмориллонит, анионообменный сорбент, катионное поверхностно-активное вещество.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-13-20
Конькова Татьяна Владимирова — Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (г. Москва, 125480, ул. Героев Панфиловцев д. 20, к. 1), доктор технических наук, профессор, специалист в области гетерогенного катализа и жидкофазной адсорбции. E-mail: kontat@list.ru.
Рысев Антон Петрович — Российский химико-технологический университет
им. Д.И. Менделеева (г. Москва, 125480, ул. Героев Панфиловцев д.20, к.1), аспирант, специализируется в области жидкофазной адсорбции. E-mail: zuril@inbox.ru.
Мищенко Екатерина Валерьевна — Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, кафедра наноматериалов и нанотехнологии
(г. Москва, 125480, ул. Героев Панфиловцев д.20, к.1), магистр, специализируется в области синтеза наноструктурных материалов. E-mail: mishchenkoek@list.ru.
Ссылка на статью:
Конькова Т.В., Рысев А.П., Мищенко Е.В. Механизм инверсии сорбционных свойств монтмориллонита катионным поверхностно-активным веществом. Перспективные материалы, 2020, № 1, с. 13 – 20. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-13-20
Исследование влияния низкотемпературной плазмы и паровой стерилизации на свойства трековых мембран из полиэтилентерефталата
Е. О. Филиппова, Д. А. Карпов, В. Ф. Пичугин, М. Ульбрихт
Исследовано влияние модификации низкотемпературной плазмой атмосферного давления и паровой стерилизации на свойства трековых мембран на основе полиэтилентерефталата. Установлено, что воздействие горячего пара под давлением меняет топографию поверхности мембран с образованием на поверхности артефактов в виде крупных выступов овальной формы высотой 300 – 400 нм и плотностью до 0,007 выступов/мкм2, увеличивает поверхностную шероховатость на 40 %, краевой угол смачивания — на 9 – 18° для исходных мембран и на 36,8 – 39,6° для мембран модифицированных в плазме, а также снижает их поверхностную энергию до исходного значения 33 мДж/м2. Несмотря на морфологические и структурные изменения поверхности, стерилизация горячим паром под давлением не приводит к заметному изменению поверхностного заряда и ζ-потенциала трековых мембран. Горячий пар под давлением не способствует дальнейшей кристаллизации мембраны, сохраняя полимер с кристаллической фазой 40 – 42 %. Таким образом, для сохранения свойств, приобретенных мембраной после плазменной обработки, необходимо искать иной метод стерилизации (гамма-излучение, стерилизация этиленоксидом).
Ключевые слова: трековая мембрана, полиэтилентерефталат, стерилизация, краевой угол смачивания, низкотемпературная плазма при атмосферном давлении.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-21-32
Филиппова Екатерина Олеговна — Томский политехнический университет
(г. Томск, 634050, проспект Ленина, 30), инженер, специалист в области систем, изделий и материалов для медицины; Сибирский государственный медицинский университет (г. Томск, 634050, московский тракт, 2), ассистент кафедры офтальмологии, ассистент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии, специалист в области репаративной гистологии, патологии роговицы и офтальмотравматологии. E-mail: katerinabosix@mail.ru.
Карпов Дмитрий Андреевич — Томский политехнический университет (г. Томск, 634050, проспект Ленина, 30), инженер кафедры общей физики, специалист в области микроскопии. E-mail: hardrijam@gmail.com.
Пичугин Владимир Федорович — Томский политехнический университет
(г. Томск, 634050, проспект Ленина, 30), доктор физико-математических наук, профессор кафедры экспериментальной физики, специалист в области физики конденсированного состояния. E-mail: pichugin@tpu.ru.
Ульбрихт Матиас — Университет Дуйсбург-Ессен (Germany, North Rhine-Westphalia, Essen, Universitaetsstr. 2), PhD, профессор кафедры Chemie II, специалист в области мембранных технологий.
Ссылка на статью:
Филиппова Е.О., Карпов Д.А., Пичугин В.Ф., Ульбрихт М. Исследование влияния низкотемпературной плазмы и паровой стерилизации на свойства трековых мембран из полиэтилентерефталата. Перспективные материалы, 2020, № 1, с. 21 – 32. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-21-32
Структура и свойства порошкового сплава Ti28Ni50Hf22
С. С. Володько, С. Н. Юдин, В. В. Чеверикин, А. В. Касимцев,
Г. В. Маркова, Т. А. Свиридова, Б. В. Карпов,
С. С. Гончаров, И. А. Алимов
Исследовано влияние консолидации и термической обработки на структуру, локальный химический состав и температуры мартенситного превращения порошкового сплава Ti28Ni50Hf22. Показано, что в порошковом состоянии сплав характеризуется неоднородным распределением Ti и Hf в матрице, разброс концентраций которых может достигать 27 ат. % Вакуумное спекание и гомогенизирующий отжиг приводит к выравниванию химического состава. В ходе спекания порошка разброс концентраций Ti и Hf снижается с 27 до 4 ат. %. Последующий вакуумный отжиг при температуре 1000 °С длительностью 4 часа спеченного образца дополнительно снижает разброс концентраций с 4 до 2 ат. %, при этом увеличение продолжительности отжига с 4 до 16 ч не оказывает влияние на однородность распределения элементов. Установлено, что при большой неоднородности химического состава не удается зафиксировать протекание мартенситного превращения в сплаве методами дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Однако гомогенизация сплава приводит к появлению эндотермических пиков на ДСК-кривой при нагреве, а также к сужению интервала обратного мартенситного превращения.
Ключевые слова: гидридно-кальциевый синтез, сплав с высокотемпературным эффектом памяти формы, мартенситное превращение, порошковая металлургия, консолидация, термическая обработка, структура.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-33-42
Володько Сергей Сергеевич — Тульский государственный университет (300012, Россия, г. Тула, Проспект Ленина, д. 92), аспирант, специалист в области порошковой металлургии. E-mail: volodko.sv@yandex.ru.
Юдин Сергей Николаевич — ООО “Метсинтез” (300041, г. Тула, пр. Красноармейский, 25), кандидат технических наук, начальник технологического бюро, специалист в области порошковой металлургии. Е-mail: sergey-usn@mail.ru.
Чеверикин Владимир Викторович — НИТУ “МИСиС” (119049, г. Москва, Ленинский проспект, д. 4), кандидат технических наук, старший сотрудник, специалист в области электронной микроскопии. Е-mail: cheverikin80@rambler.ru.
Касимцев Анатолий Владимирович — ООО “Метсинтез” (300041, Россия, г. Тула, Красноармейский пр., д. 25), доктор технических наук, директор, специалист в области порошковой металлургии. E-mail: metsintez@yandex.ru.
Маркова Галина Викторовна — Тульский государственный университет (300012, Россия, г. Тула, Проспект Ленина, д. 92), доктор технических наук, заведующий кафедрой, специалист в области исследования фазовых переходов.
E-mail: ya.gal-markova2012@yandex.ru.
Свиридова Татьяна Александровна — НИТУ “МИСиС” (119049, Россия,
г. Москва, Ленинский проспект, д. 4), кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, специалист в области рентгенографических методов исследований материалов. E-mail: tim-17@yandex.ru.
Карпов Борис Владимирович — Центр Обработки металлов давлением “НПЦ-ОМД” на базе НИТУ “МИСиС” (г. Москва, Институтский проезд, 2, п. Мосрентген), кандидат технических наук, начальник, специалист в области деформации металлов.
E-mail: omd.misis@mail.ru.
Гончаров Сергей Стефанович — Тульский государственный университет (300012, Россия, г. Тула, Проспект Ленина, д. 92), кандидат технических наук, доцент, специалист в области рентгенографических методов исследований материалов.
E-mail: gss160154@yandex.ru.
Алимов Иван Александрович — Тульский государственный университет (300012, Россия, г. Тула, Проспект Ленина, д. 92), магистрант, специалист в области порошковой металлургии. E-mail: alimov.iwann@mail.ru.
Ссылка на статью:
Володько С.С., Юдин С.Н., Чеверикин В.В., Касимцев А.В., Маркова Г.В., Свиридова Т.А., Карпов Б.В., Гончаров С.С., Алимов И.А. Структура и свойства порошкового сплава Ti28Ni50Hf22. Перспективные материалы, 2020, № 1, с. 33 – 42. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-33-42
Исследование влияния серы, дифенилгуанидина
и 2-меркаптобензтиазола на физико-механические свойства и структуру сверхвысокомолекулярного полиэтилена
А. А. Дьяконов, С. Н. Данилова, А. П. Васильев,
А. А. Охлопкова, С. А. Слепцова, А. А. Васильева
Исследовано влияние серы, дифенилгуанидина и 2-меркаптобензтиазола на физико-механические свойства и структуру сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Установлено, что модификация СВМПЭ данными наполнителями приводит к существенному повышению деформационно-прочностных характеристик полимерных композиционных материалов (ПКМ). Проведены структурные исследования методами растровой электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа СВМПЭ и ПКМ на его основе. Показано, что модификация СВМПЭ этими наполнителями приводит к трансформации надмолекулярной структуры из сферолитной в фибриллярную, зафиксировано снижение степени кристалличности композитов. Результаты исследования термодинамических характеристик ПКМ методом дифференциально-сканирующей калориметрии свидетельствуют о снижении степени кристалличности. Методом ИК-спектроскопии показано, что использование дифенилгуанидина и 2-меркаптобензтиазола в качестве наполнителей СВМПЭ способствует образованию новых кислородсодержащих функциональных групп, интенсифицирующих взаимодействие наполнителей с макромолекулами СВМПЭ.
Ключевые слова: сверхвысокомолекулярный полиэтилен, полимерные композиционные материалы, деформационно-прочностные свойства, ИК-спектроскопия.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-43-53
Дьяконов Афанасий Алексеевич — Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (677000, г. Якутск, Кулаковского, 46), ведущий инженер, специалист в области разработки и исследования полимерных композитов.
E-mail: afonya71185@mail.ru.
Данилова Сахаяна Николаевна — Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (677000, г. Якутск, Кулаковского, 46), аспирант, специализируется в области разработки и исследования полимерных композитов.
E-mail: dbsksnsdjyj@mail.ru.
Васильев Андрей Петрович — Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (677000, г. Якутск, Кулаковского, 46), ведущий инженер специалист в области разработки и исследования полимерных композитов. E-mail: gtvap@mail.ru.
Охлопкова Айталина Алексеевна — Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (677000, г. Якутск, Кулаковского, 46), доктор технических наук, специалист в области разработки и исследования полимерных композитов.
E-mail: okhlopkova@yandex.ru.
Слепцова Сардана Афанасьевна — Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (677000, г. Якутск, Кулаковского, 46), кандидат технических наук, заведующий лаборатории, специалист в области разработки и исследования полимерных композитов. E-mail: ssard@yandex.ru.
Васильева Алина Анатольевна — ФИЦ Якутский научный центр Сибирского отделения Российский Академии наук (ЯНЦ СО РАН) (677000, РФ, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Октяборьская, 1), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области разработки и исследования полимерных композитов. E-mail: kiir@mail.ru.
Ссылка на статью:
Дьяконов А.А., Данилова С.Н., Васильев А.П., Охлопкова А.А., Слепцова С.А., Васильева А.А. Исследование влияния серы, дифенилгуанидина и 2-меркаптобензтиазола на физико-механические свойства и структуру сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Перспективные материалы, 2020, №1, с. 43 – 53. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-43-53
Электрохромные наноструктурные пленки WO3 приготовленные электрохимическим осаждением: получение и свойства
Алексей В. Щегольков, Александр В. Щегольков
Исследован процесс электрохимического осаждения электрохромных пленок триоксида вольфрама (WO3) при разных величинах электрического потенциала (напряжения). Проанализировано влияние состава электролита на основе перокси-вольфрамовой кислоты (ПВК) и оксида графена (ОГ) на фотоэлектрохимические свойства изготовленных пленок WO3. Процесс электрохимического осаждения пленок WO3 осуществляли с помощью двух гальванических приемов: при постоянном напряжении методом хроноамперометрии (ХА) и методом мультиступенчатой амперометрии (МСА) при этом задавали начальное и конечное значение потенциала электроосаждения –0,5 и –1,5 В, а также количество циклов. Электрохимическое осаждение тонких пленок WO3 из наномодифицированного раствора электролита 25 мM ПВК-ОГ выполняли методом МСА, позволяющим в данном случае выборочно осаждать компоненты W+ и ОГ из раствора электролита в зависимости от значения химического потенциала электроосаждения. Фотоэлектрохимические характеристики пленок WO3 исследовали методом циклической вольтамперометрии и оптической спектроскопии. Было продемонстрировано, что оптические свойства тонких пленок WO3 регулируются путем изменения условий синтеза химического раствора электролита, в процессе и после осаждения.
Ключевые слова: триоксид вольфрама, электрохимическое осаждение, электрохромная пленка, оксид графена.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-54-63
Щегольков Алексей Викторович — Тамбовский государственный технический университет (г. Тамбов, 392000, ул. Советская, 106), аспирант, cпециалист в области разработки электрохромных покрытий, углеродных наноматериалов.
E-mail: alexxx5000@mail.ru.
Щегольков Александр Викторович — Тамбовский государственный технический университет (г. Тамбов, 392000, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, доцент, доцент, cпециалист в области функциональных наномодифицированных материалов для энергетики. E-mail: energynano@yandex.ru.
Ссылка на статью:
Щегольков Алексей В., Щегольков Александр В. Электрохромные наноструктурные пленки WO3 приготовленные электрохимическим осаждением: получение и свойства. Перспективные материалы, 2020, № 1, с. 54 – 63. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-54-63
Исследование особенностей получения биметаллических труб и прутков сваркой взрывом c последующей горячей деформацией
А. Ю. Малахов, И. В. Сайков, И. В. Денисов, Г. Р. Сайкова,
Ю. В. Гамин, Б. А. Романцев, П. Ю. Гуляев
Исследованы особенности получения биметаллических труб и стержней с помощью сварки взрывом и последующей горячей деформации. Сварка взрывом позволила получить сплошные цилиндрические двухслойные заготовки с сочетанием слоев сталь 20 + 08Х18Н10Т с практически 100 %-й сплошностью сцепления слоев без поверхностных дефектов и с заданной остаточной деформацией по диаметру. Было определено, что замена атмосферы воздуха в сварочном зазоре на гелий не приводит к уменьшению или исключению микродефектов в соединении. Последующая горячая пластическая деформация не повлияла на соотношение составляющих толщин слоев. Разработана и апробирована комбинированная технология изготовления биметаллических труб и стержней с сочетанием слоев сталь 20 + 08Х18Н10Т, позволяющая получать трубы и стержни с коррозионностойким покрытием и размерами, входящими в сортамент промышленно используемых труб в энергетической отрасли промышленности.
Ключевые слова: сварка взрывом, биметаллические заготовки, горячая деформация, наклёп, микротвердость слоёв.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-64-73
Малахов Андрей Юрьевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (Московская область,г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, д. 8), младший научный сотрудник, специалист в области сварки взрывом.
E-mail: sir.malahov2009@yandex.ru.
Сайков Иван Владимирович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (Московская область,
г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, д. 8), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области синтеза и обработки материалов взрывом. E-mail: revan.84@mail.ru.
Денисов Игорь Владимирович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (Московская область,
г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, д. 8), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области сварки взрывом и материаловедения.
E-mail: ingener.denisov@yandex.ru.
Сайкова Гульназ Рафиковна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (Московская область,
г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, д. 8), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области физико-химии быстропротекающих процессов. E-mail: gulnaz-84@mail.ru.
Гамин Юрий Владимирович — Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС” (119049, Москва, Ленинский проспект, 4), кандидат технических наук, старший преподаватель, специалист в области процессов и оборудования обработки металлов давлением.
E-mail: y.gamin@mail.ru.
Романцев Борис Алексеевич — Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС” (119049, Москва, Ленинский проспект, 4), доктор технических наук, профессор, специалист в области процессов и оборудования обработки металлов давлением. E-mail: boralr@yandex.ru.
Гуляев Павел Юрьевич — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Югорский государственный университет” (628012, Ханты-Мансийский автономный округ — Югра, г. Ханты-Мансийск, ул. Чехова, 16), доктор технических наук, профессор, специалист в области синтеза материалов и контроля быстропротекающих процессов.
E-mail: gulyaev1954@mail.ru.
Ссылка на статью:
Малахов А.Ю., Сайков И.В., Денисов И.В., Сайкова Г.Р., Гамин Ю.В., Романцев Б.А., Гуляев П.Ю. Исследование особенностей получения биметаллических труб и прутков сваркой взрывом c последующей горячей деформацией. Перспективные материалы, 2020, № 1, с. 64 – 73. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-64-73
Фрактальная размерность поверхности разрушения пористого ZrO2 – MgO композита
А. С. Буяков, Ю. А. Зенкина, С. П. Буякова, С. Н. Кульков
Исследованы пористые композиты ZrO2 – MgO. Изучено влияние состава и длительности спекания на размер зерна, пористость и кинетику изменения размеров пор. Методом вертикальных сечений по снимкам растровой электронной микроскопии (РЭМ) определены фрактальная размерность и шероховатость поверхности разрушения. Кинетика изменения среднего размера микро- и макропор с увеличением длительности спекания говорит о стремлении системы к установлению унимодальной поровой структуры за счет объёмной усадки и коалесценции пор. Показано, что изменения фрактальной размерности отражают стадии твердофазного спекания пористого композита ZrO2 – MgO, при этом она изменяется только на второй стадии твердофазного спекания. Максимальное значение величины фрактальной размерности, равное 1,5 достигается при переходе от первой ко второй стадии твердофазного спекания и наблюдается при отношении крупных и мелких пор 12,5, что свидетельствует о формировании максимально развитой поверхности.
Ключевые слова: фрактальная размерность, шероховатость, метод вертикальных сечений, пористая керамика ZrO2 – MgO.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-1-74-82
Буяков Алесь Сергеевич — Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (634055, г. Томск, пр. Академический, 2/4), младший научный сотрудник; Национальный исследовательский Томский государственный университет, Физико-технический факультет (634050, г. Томск, пр. Ленина, 36), аспирант; Инженерная школа новых производственных технологии Национального исследовательского Томского политехнического университета (634050, г. Томск, пр. Ленина, 30), ассистент, специализируется в области керамики и керамических композитов, пористых материалов. E-mail: Alesbuyakov@gmail.com.
Зенкина Юлия Александровна — Инженерная школа новых производственных технологии Национального исследовательского Томского политехнического университета (63405 0, г. Томск, пр. Ленина, 30), магистрант, специализируется в области компьютерной обработки изображений. E-mail: yaz10@tpu.ru.
Буякова Светлана Петровна — Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (634055, г. Томск, пр. Академический, 2/4), доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник; Национальный исследовательский Томский государственный университет (634050, г. Томск, пр. Ленина, 36), профессор; Школа новых производственных технологий Национального исследовательского Томского политехнического университета (634050, г. Томск, пр. Ленина, 30), профессор, специалист в области материаловедения, керамики и керамических композитов, прочности и надежности конструкций.
E-mail: Sbuyakova@ispms.tsc.ru.
Кульков Сергей Николаевич — Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (634055, г. Томск, пр. Академический, 2/4), доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией; Национальный исследовательский Томский государственный университет, Физико-технического факультет (634050, г. Томск, пр. Ленина, 36), заведующий кафедрой; Инженерная школа новых производственных технологии Национального исследовательского Томского политехнического университета (634050, г. Томск, пр. Ленина, 30), профессор, специалист в области материаловедения керамических и композиционных материалов, физики конденсированного состояния.
E-mail: kulkov@ms.tsc.ru.
Ссылка на статью:
Буяков А.С., Зенкина Ю.А., Буякова С.П., Кульков С.Н. Фрактальная размерность поверхности разрушения пористого ZrO2 – MgO композита. Перспективные материалы, 2020, № 1, с. 74 – 82.
