Возможности и перспективы использования пористого кремния для создания внутрисосудистых стентов с лекарственным покрытием (Краткий обзор)
О. А. Кашин, К. В. Круковский, А. И. Лотков
В поисках контейнерного материала для размещения лекарственных препаратов при создании свободных от полимеров стентов с лекарственными покрытиями (polymer-free drug-eluting stents) проведён анализ известных литературных данных. Показано, что одним из перспективных материалов для этой цели является пористый кремний с мезопористой структурой (поперечный диаметр пор 2 – 50 нм), обладающий высокой биосовместимостью и способностью к биодеградации. Сформулированы основные требования к характеристикам покрытия из пористого кремния на металлических внутрисосудистых стентах. Приведены результаты экспериментальных исследований, в том числе выполненных авторами настоящей статьи, показывающие возможность нанесения на стенты сплошного кремниевого покрытия толщиной до 0,6 мкм с использованием методов магнетронного напыления (magnetron sputtering) или плазменно-иммерсионной ионной имплантации и осаждения (PIII@D). Эти методы обеспечивают высокую адгезию покрытия к материалу стента и позволяют наносить покрытие на внешнюю и внутреннюю поверхность стента.
Ключевые слова: внутрисосудистые стенты, лекарственное покрытие, пористый кремний.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-5-19
Кашин Олег Александрович — Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (634055, г. Томск, просп. Академический, 2/4), доктор технических наук, доцент, главный научный сотрудник, специалист в области упругопластических свойств металлов и сплавов, сплавов с памятью формы, модификации поверхности. E-mail: okashin@ispms.tsc.ru.
Круковский Константин Витальевич — Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (634055, г. Томск, просп. Академический, 2/4), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области нано- и микроструктур, сплавов с памятью формы, модификации поверхности. E-mail: kvk@ispms.tsc.ru.
Лотков Александр Иванович — Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (634055, г. Томск, просп. Академический, 2/4), доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией, специалист в области физики фазовых превращений, металловедения сплавов с эффектом памяти формы, наноструктурного материаловедения, физики поверхности и тонких пленок. E-mail: lotkov@ispms.tsc.ru.
Ссылка на статью:
Кашин О. А., Круковский К. В., Лотков А. И. Возможности и перспективы использования пористого кремния для создания внутрисосудистых стентов с лекарственным покрытием (Краткий обзор). Перспективные материалы, 2019, № 12, с. 5 – 19. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-5-19
Исследование влияния способа изготовления металлокерамического композиционного материала ВКМ25 на микроструктуру и свойства
О. А. Базылева, И. Ю. Ефимочкин, Э. Г. Аргинбаева,
Р. С. Купцов
Исследовано влияние способов изготовления металлокерамического композиционного материала (МККМ) на основе интерметаллидной Ni3Al матрицы. По первому варианту композиционный материал получали при механическом легировании порошка интерметаллидного сплава, выплавленного вакуумным индукционным методом и атомизированного на установке HERMIGA 10/100 VI, наноразмерными оксидами сложного состава, затем композиционный порошок компактировали, консолидировали по методу гибридного искрового плазменного спекания на установке FСT H-HP D 25 и/или газостатировали на установке “Квинтус-40”. По второму варианту МККМ получали механическим легированием порошка исходных компонентов в соотношении химического состава интерметаллидной матрицы и объёмного содержания оксидов, затем композиционный порошок консолидировали на установке FСT H-HP D 25 и/или газостатировали на установке “Квинтус-40” и подвергали горячей осадке.
Ключевые слова: интерметаллид никеля, гранулы, порошок, структура, композиция, армирующий наполнитель, оксиды, дисперсно-упрочнённый, механоактивация, газостат, горячее изостатическое прессование.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-20-30
Базылева Ольга Анатольевна — Федеральное государственное унитарное предприятие “Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов” Государственный научный центр Российской Федерации (105005, Россия, Москва, ул. Радио, д. 17), кандидат технических наук, заместитель начальника лаборатории по науке, специалист в области жаропрочных литейных интерметаллидных сплавов.
Ефимочкин Иван Юрьевич — Федеральное государственное унитарное предприятие “Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов” Государственный научный центр Российской Федерации (105005, Россия, Москва, ул. Радио, д. 17), начальник лаборатории, специалист в области порошковой металлургии. E-mail: iefimochkin@mail.ru.
Аргинбаева Эльвира Гайсаевна — Федеральное государственное унитарное предприятие “Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов” Государственный научный центр Российской Федерации (105005, Россия, Москва, ул. Радио, д. 17), начальник сектора, специалист в области жаропрочных литейных интерметаллидных сплавов. E-mail: elargin@mail.ru.
Купцов Роман Сергеевич — Федеральное государственное унитарное предприятие “Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов” Государственный научный центр Российской Федерации (105005, Россия, Москва, ул. Радио, д. 17), инженер 2 категории, специалист в области порошковой металлургии.
Ссылка на статью
Базылева О. А., Ефимочкин И. Ю., Аргинбаева Э. Г., Купцов Р. С. Исследование влияния способа изготовления металлокерамического композиционного материала ВКМ25 на микроструктуру и свойства. Перспективные материалы, 2019, № 12, с. 20 – 30. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-20-30
Влияние фотонной обработки на структуру и субструктуру термоэлектрического
материала Bi2Te3 – хSeх
Е. К. Белоногов, А. А. Гребенников, В. А. Дыбов,
А. В. Костюченко,
С. Б. Кущев, И. А. Сафонов, Д. В. Сериков, В. А. Юрьев
Методами рентгеновской дифрактометрии, растровой электронной микроскопии, а также просвечивающей электронной микроскопии исследован фазовый состав, морфология, структура и субструктура полупроводниковых пластин на основе Bi2Te3 – хSeх до и после фотонной обработки (ФО) излучением мощных ксеноновых ламп (спектральный диапазон l = 0,2 – 1,2 мкм) в атмосфере Ar. Установлено, что ФО приводит к рекристаллизации приповерхностных слоев (~ 2 мкм) твердого раствора Bi2Te3 – хSeх с образованием неоднородной структуры в виде микрокристаллов, окруженных субмикрокристаллическими и нанокристаллическими зернами, а также к изменению химического состава приповерхностного слоя (~ 5 мкм), связанного с повышением концентрации селена и снижением концентрации теллура. Более чем 40-кратное повышение площади межзеренных границ и образование наноконтактов по границам микрокристаллической фазы вносят значительный вклад в рассеяние фононов, а изменение концентрации теллура и селена — в снижение электронной составляющей теплопроводности. Субструктурные изменения коррелируют с установленным значительным (до 5 %) снижением теплопроводности образцов твердого раствора Bi2Te3 – хSeх с модифицированным в результате ФО приповерхностным слоем.
Ключевые слова: теллурид висмута, фотонная обработка, модификация поверхности, фазовый состав, субструктура.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-31-38
Белоногов Евгений Константинович — ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет (г. Воронеж, 394026, Московский проспект, 14), доктор физико-математических наук, профессор, специалист в области синтеза и структуры тонких пленок, градиентных нано- и микроструктур. E-mail: ekbelonogov@mail.ru.
Гребенников Антон Александрович — ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет (г. Воронеж, 394026, Московский проспект, 14), кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией, специалист в области термоэлектрических свойств полупроводников. E-mail: anton18885@yandex.ru.
Дыбов Владислав Анатольевич — ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет (г. Воронеж, 394026, Московский проспект, 14), младший научный сотрудник, специалист в области микроструктуры, субструктуры, фазового состава тонких пленок. E-mail: dybovvlad@gmail.com.
Костюченко Александр Викторович — ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет (г. Воронеж, 394026, Московский проспект, 14), кандидат физико-математических наук, заведующий кафедрой, специалист в области микроструктуры, субструктуры, фазового состава тонких пленок. E-mail: av-kostuchenko@mail.ru.
Кущев Сергей Борисович — ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет (г. Воронеж, 394026, Московский проспект, 14), доктор физико-математических наук, профессор, специалист в области импульсной фотонной обработки и синтеза силицидов, карбидов оксидов металлов. E-mail: kushev_sb@mail.ru.
Сафонов Игорь Александрович — Военно-воздушная академия им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина (г. Воронеж, 394064, ул. Старых большевиков, 54А), кандидат физико-математических наук, доцент, специалист в области электрических свойств сверхпроводников и полупроводников. E-mail: igorsaf@mail.ru.
Сериков Дмитрий Владимирович — ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет (г. Воронеж, 394026, Московский проспект, 14), младший научный сотрудник, специалист в области импульсной фотонной обработки аморфных и нанокристаллических материалов. E-mail: dmitriy.tut@mail.ru.
Юрьев Владислав Александрович — ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет (г. Воронеж, 394026, Московский проспект, 14), студент, специалист в области синтеза теллуридов металлов. E-mail: vladislav-al1003@rambler.ru.
Ссылка на статью:
Белоногов Е. К., Гребенников А. А., Дыбов В. А., Костюченко А. В., Кущев С. Б., Сафонов И. А., Сериков Д. В., Юрьев В. А. Влияние фотонной обработки на структуру и субструктуру термоэлектрического материала Bi2Te3 – хSeх. Перспективные материалы, 2019, № 12, с. 31 – 38. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-31-38
Исследование микроскопических причин радиационного упрочнения сталей
ЭК-181 и ЧС-139 с помощью имитационного
облучения ионами
С. В. Рогожкин, Н. А. Искандаров, А. А. Никитин, А. А. Хомич,
В. В. Хорошилов, А. А. Богачев, А. А. Лукьянчук, О. А. Разницын,
А. С. Шутов, Т. В. Кулевой, П. А. Федин, А. Л. Васильев,
М. Ю. Пресняков, М. В. Леонтьева-Смирнова,
Е. М. Можанов, А. А. Никитина
Проведено комплексное исследование процессов радиационного упрочнения ферритно-мартенситных сталей ЭК-181 (Fe – 12 Cr – 2 W – V – Ta – B – 0,16 С) и ЧС-139 (Fe – 12 Cr – Ni – Mo – W – Nb – V – N – B – 0,20 C) с применением облучения тяжелыми ионами Fe при температурах 250 – 400 °С до повреждающих доз ~ 6 сна. Выполнен количественный анализ радиационно-индуцированных изменений микроструктуры сталей ЭК-181 и ЧС-139 методами просвечивающей электронной микроскопии и атомно-зондовой томографии. Исследование упрочнения облученных ионами образцов сталей методами наноиндентирования и оценки в рамках модели дисперсных барьеров показало, что обнаруженные радиационно-индуцированные кластеры и дислокационные петли играют существенную роль в низкотемпературном радиационном упрочнении сталей ЭК-181 и ЧС-139.
Ключевые слова: ферритно-мартенситная сталь, ионное облучение, моделирование радиационных повреждений, упрочнение, наноиндентирование.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-39-51
Рогожкин Сергей Васильевич — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), начальник отдела; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (г. Москва, 115409, Каширское ш., 31), доктор физико-математических нау, профессор, cпециалист в области физики твердого тела. E-mail: sergey.rogozhkin@itep.ru.
Искандаров Насиб Амирхан-оглы — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), научный сотрудник, cпециалист в области ультрамикроскопии. E-mail: Iskandarov@itep.ru.
Никитин Александр Александрович — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, cпециалист в области ультрамикроскопии и материаловедения. E-mail: aleksandr.nikitin@gmail.com.
Хомич Артем Александрович — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), инженер, cпециалист в области атомно-зондовой томографии. E-mail: artem.khomich@gmail.com.
Хорошилов Василий Вадимович — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), инженер, cпециалист в области сканирующей электронной микроскопии. E-mail: vkhoroshilov@gmail.com.
Богачев Алексей Александрович — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), научный сотрудник, cпециалист в области просвечивающей электронной микроскопии. E-mail: bogachev@itep.ru.
Лукьянчук Антон Алексеевич — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), научный сотрудник, специалист в области атомно-зондовой томографии. E-mail: Anton.Lukyanchuk@itep.ru.
Разницын Олег Анатольевич — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), научный сотрудник, специалист в области атомно-зондовой томографии. E-mail: Oleg.Raznitsyn@itep.ru.
Шутов Антон Сергеевич — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), инженер, специалист в области атомно-зондовой томографии. E-mail: Anton.Shutov@itep.ru.
Кулевой Тимур Вячеславович — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), кандидат физико-математических наук, зам- директора по научной работе по ускорительному направлению, специалист в области физики ускорителей заряженных частиц. E-mail: kulevoy@itep.ru.
Федин Петр Алексеевич — ФГБУ “Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (г. Москва, 117218, ул. Большая Черемушкинская, 25), инженер, специалист в области физики ускорителей заряженных частиц. E-mail: Fedin-Petr1991@yandex.ru.
Васильев Александр Леонидович — Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” (123182, г. Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1), кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией электронной микроскопии, специалист в области электронной микроскопии. E-mail: a.vasiliev56@gmail.com.
Пресняков Михаил Юрьевич — Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” (123182, г. Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1), кандидат технических наук, руководитель ресурсного центра зондовой и электронной микроскопии, специалист в области ультрамикроскопии. E-mail: mpresniakov@gmail.com.
Леонтьева-Смирнова Мария Владимировна — Акционерное Общество “Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара” (г. Москва, 123098, ул. Рогова, д. 5а), кандидат технических наук, начальник отдела, специалист в области радиационного материаловедения. E-mail: MVLeontyeva-Smirnova@bochvar.ru.
Можанов Евгений Михайлович — Акционерное Общество “Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара” (г. Москва, 123098, ул. Рогова, д. 5а), старший научный сотрудник, специалист в области материаловедения и радиационного материаловедения. E-mail: EMMozhanov@bochvar.ru.
Никитина Анастасия Андреевна — Акционерное Общество “Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара” (г. Москва, 123098, ул. Рогова, д. 5а), ведущий эксперт, специалист в области материаловедения и радиационного материаловедения. E-mail: AANikitina@bochvar.ru.
Ссылка на статью:
Рогожкин С. В., Искандаров Н. А., Никитин А. А., Хомич А. А., Хорошилов В. В., Богачев А. А., Лукьянчук А. А., Разницын О. А., Шутов А. С., Кулевой Т. В., Федин П. А., Васильев А. Л., Пресняков М. Ю., Леонтьева-Смирнова М. В., Можанов Е. М., Никитина А. А. Исследование микроскопических причин радиационного упрочнения сталей ЭК-181 и ЧС-139 с помощью имитационного облучения ионами. Перспективные материалы, 2019, № 12, с. 39 – 51. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-39-51
Реакционное спекание биокерамики на основе замещенных фосфатов кальция
CaMPO4 (M = Na, K)
Н. К. Орлов, А. К. Киселева, П. А. Милькин,
П. В. Евдокимов, В. И. Путляев
Изучена возможность синтеза двойных фосфатов кальция и щелочных металлов (калия, натрия) СаМРО4 из различных двухфазных смесей. Уточнены фазовые отношения в системах CaO – K2O – P2O5 и CaO – Na2O – P2O5, а также температура фазового перехода в чистом калиевом ренаните CaKPO4. Показано, что некоторые соединения, упоминаемые в литературе при описании указанных систем, в частности, CaK2P2O7, CaNa2P2O7, CaK4(PO4)2, CaNa4(PO4)2 не образуются при 1000 – 1200 °С при нормальном давлении. Исследовано уплотнение и рекристаллизация при реакционном спекании избранных двухфазных смесей. Реакционное спекание смеси Ca3(PO4)2 и CaK4(PO4)2 дает керамику СаKРО4 с плотностью 78 % (линейная усадка образца 5 %); при спекании смеси K2CO3 и Ca2P2O7 плотность керамики составила 62 % при линейной усадке 15 %. Реакционное спекание натрийсодержащих смесей позволило получить плотную керамику (плотность выше 90 %, линейная усадка более 6,5 %) из смеси CaNa4(PO4)2 и Ca3(PO4)2. Экспериментальные особенности реакционного спекания двойных фосфатов кальция и калия/натрия обсуждены с точки зрения изменения объема в ходе протекания реакции. Другим аспектом, определяющим плотность и микроструктуру керамики, является фазовое превращение α↔ß в ренанитах щелочных металлов СаМРО4.
Ключевые слова: реакционное спекание, двойные фосфаты кальция и щелочных металлов, ренаниты, биокерамика, фазовые диаграммы
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-52-63
Орлов Николай Константинович — Московский Государственный университет имени М.В.Ломоносова (119191, г. Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), аспирант, младший научный сотрудник, специалист в области биокерамики, спекания фосфатов кальция. E-mail: nicolasorlov174@gmail.com.
Киселева Анна Константиновна — Московский Государственный университет имени М.В.Ломоносова (119191, г. Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), студентка бакалавриата, специализируется в области биокерамики, спекания фосфатов кальция. E-mail: anyatca@yandex.ru.
Милькин Павел Алексеевич — Московский Государственный университет имени М.В.Ломоносова (119191, г. Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), магистрант, специализируется в области биокерамики, спекания фосфатов кальция. E-mail: volandmilkin@gmail.com.
Евдокимов Павел Владимирович — Московский Государственный университет имени М.В.Ломоносова (119191, г. Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), кандидат химических наук, специалист в области биокерамики, спекания фосфатов кальция, 3D-печати. E-mail: pavel.evdokimov@gmail.com.
Путляев Валерий Иванович — Московский Государственный университет имени М.В.Ломоносова (119191, г. Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), кандидат химических наук, доцент, специалист в области биоматериалов, спекании фосфатов кальция, 3D-печати, химии неорганических материалов. E-mail: valery.putlayev@gmail.com.
Ссылка на статью:
Орлов Н. К., Киселева А. К., Милькин П. А., Евдокимов П. В., Путляев В. И. Реакционное спекание биокерамики на основе замещенных фосфатов кальция CaMPO4 (M = Na, K). Перспективные материалы, 2019, № 12, с. 52 – 63. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-52-63
Получение нитрида и оксонитрида кремния газофазным пиролизом гексаметилдисилазана
Н. А. Овсянников, Ю. Ф. Каргин, А. С. Лысенков, Н. А. Аладьев,
С. Н. Ивичева, К. А. Солнцев
Разработана методика, изготовлена установка и экспериментально изучены условия получения Si3N4 и Si2N2O методом газофазного пиролиза гексаметилдисилазана (CH3)3 – Si – NH – Si – (CH3)3 (ГМДС). В экспериментах использовали два различных способа ввода сырья — ввод паро-газовой смеси (барботажный питатель с нагревом для подачи паров ГМДС в токе газов-носителей) и ввод в виде газо-капельного потока (пневматическую форсунку). Исследовано влияние газодинамических условий синтеза при температурах до 1100 °С на свойства нанопорошков оксонитрида кремния и нитрида кремния. Показано влияние условий смешения реагентов, объемного соотношение азот/аммиак и содержания ГМДС в паро-газовой смеси на выход продуктов. Получены зависимости степени конверсии исходного сырья от скорости газового потока и концентрации аммиака в газовой фазе. Найдены оптимальные условия проведения процесса пиролиза: температура, соотношение компонентов газовой смеси, условия смешения и времена контакта фаз. По разработанной методике получены рентгеноаморфные порошки Si3N4 и Si2N2O с размерами частиц 50 – 200 нм и удельной поверхностью до 15 м2/г и порошки альфа-модификации нитрида кремния Si3N4 в форме нитевидных кристаллов с диаметром частиц 50 – 200 нм.
Ключевые слова: нитрид кремния, оксонитрид кремния, пиролиз, гексаметилдисилазан.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-64-73
Овсянников Николай Адамович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (г. Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области плазмохимических процессов и аппаратов. E-mail: nikovs@mail.ru.
Каргин Юрий Федорович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (г. Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), доктор химических наук, главный научный сотрудник, специалист в области физико-химического анализа. E-mail: yukargin@imet.ac.ru.
Лысенков Антон Сергеевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (г. Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области получения керамических материалов. E-mail:
toxa55@bk.ru.
Аладьев Николай Андрианович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (г. Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области электронной микроскопии.
Ивичева Светлана Николаевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (г. Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области синтеза нонокомпозитов. E-mail: ivitcheva@mail.ru.
Солнцев Константин Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (г. Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), доктор химических наук, академик РАН, научный руководитель ИМЕТ РАН, специалист в области химии и технологии керамических материалов; E-mail: solntsev@pran.ru.
Ссылка на статью:
Овсянников Н. А., Каргин Ю. Ф., Лысенков А. С., Аладьев Н.А., Ивичева С. Н., Солнцев К. А. Получение нитрида и оксонитрида кремния газофазным пиролизом гексаметилдисилазана. Перспективные материалы, 2019, № 12, с. 64 – 73. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-64-73
Синтез дугостойких композитов W70Cu30
с бескаркасной упаковкой тонкодисперсной вольфрамовой фазы
Л. Е. Бодрова, С. Ю. Мельчаков, Э. Ю. Гойда, А. Б. Шубин
Получены опытные образцы сильноточных электроконтактов состава W70Cu30 с бескаркасной упаковкой дисперсных частиц W с применением предкристаллизационной низкочастотной вибрации композиций “расплав меди – некомпактированный порошок W”. Образцы испытаны на дугостойкость на воздухе на лабораторной установке, имитирующей работу контактора переменного тока. Проведен анализ структуры (до и после 10000 циклов горения дуги) и функциональных свойств (переходное контактное сопротивление и твердость) полученных сплавов в сравнении с промышленными контактами В70Д30-МП. Показано, что различие в структурах исходных сплавов проявляется в характере распределения и размерах включений вольфрамовой фазы. В промышленном сплаве вольфрам образует непрерывный каркас из крупных монолитных образований, ориентированных параллельно рабочей поверхности. Их толщина находится в пределах 10 – 100 мкм, а длина достигает 500 мкм. В экспериментальном сплаве вольфрамовая фаза представлена дисперсными частицами размером 1 – 3 мкм, разделенными медью. После многократного воздействия дуги эти микрочастицы не спекаются и не образуют непрерывный каркас даже в самых верхних рабочих слоях контактов. В промышленном сплаве под действием дуги происходят одновременно как диспергирование каркаса на отдельные крупные частицы вольфрама (до 60 мкм), так и последующее их сплавление, что приводит к увеличению рельефности рабочей поверхности. Значения переходного контактного сопротивления до 6000 циклов горения дуги в обоих сплавах имеют близкие значения, далее проявляется тенденция к более интенсивному росту переходного сопротивления у промышленного сплава. Несмотря на то, что твердость полученного сплава ниже, чем у промышленного, несомненными достоинствами его являются дисперсность и стабильность размеров включений упрочняющей вольфрамовой фазы под действием высоких температур (в плазме дуги).
Ключевые слова: композиционный сплав W-Cu, бескаркасная структура, жидкофазная пропитка, низкочастотная вибрация расплава, микроструктура, твердость, дугостойкость, переходное контактное сопротивление.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-74-85
Бодрова Людмила Ефимовна — Институт металлургии УрО РАН
(г. Екатеринбург, 620016, ул. Амундсена, 101), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области разработки и исследования структуры и свойств композиционных материалов. E-mail: bоdrova-le@mail.ru.
Мельчаков Станислав Юрьевич — Институт металлургии УрО РАН (620016, г. Екатеринбург, ул. Амундсена, 101), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области термохимии и физической химии металлических и солевых расплавов, оператор сканирующего электронного микроскопа. E-mail: s.yu.melchakov@gmail.com.
Гойда Эдуард Юрьевич — Институт металлургии УрО РАН (620016,
г. Екатеринбург, ул. Амундсена, 101), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области разработки и исследования структуры и свойств композиционных материалов. E-mail: eddy-g0d@yandex.ru.
Шубин Алексей Борисович — Институт металлургии УрО РАН (620016,
г. Екатеринбург, ул. Амундсена, 101), доктор химических наук, зав. лаборатории физической химии металлургических расплавов, специалист в области физической химии металлических и ионных расплавов. E-mail: fortran@list.ru.
Ссылка на статью:
Бодрова Л. Е., Мельчаков С. Ю., Гойда Э. Ю., Шубин А. Б. Синтез дугостойких композитов W70Cu30 с бескаркасной упаковкой тонкодисперсной вольфрамовой фазы. Перспективные материалы, 2019, № 12, с. 74 – 92. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-12-74-85
