Исследование способа получения объемного композиционного материала с керамической матрицей на основе диборида титана методом “ХОЛОДНОГО” напыления

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

In this work, experimental results on the production of bulk samples of Ti-Al-B4C materials by cold gas-dynamic spraying from a mixture of single powders in a system of separately working dispensers, followed by heat treatment, are presented. Parameters have been studied and tested that allow for the development of effective methods for creating products using additive technology. It has been practically and theoretically demonstrated that metallic ductile particles in the composition of the prototype workpiece, formed by the method of cold gas-dynamic spraying, can act as a precursor component for the formation of high-temperature borides and titanium carbides, which after heat treatment leads to the strengthening of the bulk composite material with no significant shrinkage, maintaining low porosity and continuity of the structure.

作者简介

E. Gerashchenkova

НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”; Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)”

Email: bykova.ad@gmail.com
191015, Россия, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49; 190013, Россия, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

M. Markov

НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”; Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)”

Email: bykova.ad@gmail.com
191015, Россия, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49; 190013, Россия, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

A. Kashtanov

НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”

Email: bykova.ad@gmail.com
191015, Россия, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

D. Gerashchenkov

НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”

Email: bykova.ad@gmail.com
191015, Россия, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

R. Bystrov

НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”

Email: bykova.ad@gmail.com
191015, Россия, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

N. Yakovleva

НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”

Email: bykova.ad@gmail.com
191015, Россия, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

E. Barkovskaya

НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”

Email: bykova.ad@gmail.com
191015, Россия, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

A. Bykova

НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”

编辑信件的主要联系方式.
Email: bykova.ad@gmail.com
191015, Россия, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

参考

  1. Зленко М.А., Попович А.А., Мутылина И.Н. Аддитивные технологии в машиностроении // Санкт-Петербург, Изд-во Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. 2013. 223 с.
  2. Каблов Е.Н. Аддитивные технологии – доминанта национальной технологической инициативы // Интеллект и технологии. 2015. № 2(11). С. 52–55.
  3. Сироткин О.С. Современное состояние и перспективы развития аддитивных технологий // Авиационная промышленность. 2015. № 2. С. 22–25.
  4. Чумаков Д.М. Перспективы использования аддитивных технологий при создании авиационной и ракетно-космической техники // Труды МАИ. 2014. № 78. С. 31.
  5. Чемодуров А.Н. Применение аддитивных технологий в производстве изделий машиностроения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 8-2. С. 210–217.
  6. Каблов Е.Н. Настоящее и будущее аддитивных технологий // Металлы Евразии. 2017. № 1. С. 2–6.
  7. Olakanmi E.O., Cochrane R.F., Dalgarno K.W. A review on selective laser sintering/melting (SLS/SLM) of aluminium alloy powders: Processing, microstructure, and properties // Progress in Materials Science. 2015. Vol. 74. P. 401–477.
  8. Gibson I., Shi D. Material properties and fabrication parameters in selective laser sintering process // Rapid Prototyping Journal. 1997. Vol. 3, № 4. P. 129–136.
  9. Kumar S. Selective laser sintering: a qualitative and objective approach // Journal of the Minerals Metals & Materials Society. 2003. Vol. 55, № 10. P. 43–47.
  10. Aguilar-Duque J. I., Hernandez-Arellano J. L., Avelar-Sosa L., Amaya-Parra G., Tamayo-Perez U.J. Additive manufacturing: Fused deposition modeling advances // Best Practices in Manufacturing Processes: Experiences from Latin America. 2018. P. 347–366.
  11. Sieminski P. Introduction to fused deposition modeling // Additive manufacturing. Handbooks in Advanced Manufacturing. 2021. P. 217–275.
  12. Косарев В.Ф., Алхимов А.П. Газодинамическое напыление. Новые технологии и оборудование // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2003. № 3(19). С. 28–30.
  13. Алхимов А.П., Клинков С.В., Косарев В.Ф., Фомин В.М. Холодное газодинамическое напыление: Теория и практика // Москва: ООО Издательская фирма “Физико-математическая литература”. 2010. 536 с.
  14. Tushinsky L.I., Alkhimov A.P., Kosarev V.F., Plokhov A.V., Mochalina N.S. Structure and properties of aluminum coatings obtained by the cold gas-dynamic spraying method // Thermophysics and Aeromechanics. 2006. Vol. 13, № 1. P. 125–129.
  15. Каширин А.И., Шкодкин А.В. Метод газодинамического напыления металлических покрытий: развитие и современное состояние // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. № 12(36). С. 22–33.
  16. Козлов И.А., Лещев К.А., Никифоров А.А., Демин С.А. Холодное газодинамическое напыление покрытий (обзор) // Труды ВИАМ. 2020. № 8(90). С. 77–93.
  17. Архипов В.Е., Дубравина А.А., Куксенова Л.И. Структура и свойства покрытий, нанесенных газодинамическим напылением // Упрочняющие технологии и покрытия. 2015. № 4(124). С. 18–24.
  18. Markov M.A., Krasikov A.V., Gerashchenkov D.A., Bykova A.D., Ordan’yan S. S., Fedoseev M.L. Formation of protective ceramic-metal coatings on steel surfaces by microarc oxidation with electro-chemical deposition of nickel // Refractories and Industrial Ceramics. 2018. Vol. 58, № 6. P. 634–639.
  19. Markov M.A., Kashtanov A.D., Krasikov A.V., Bykova A.D., Gerashchenkov D.A., Makarov A.M., Perevislov S.N. Corrosion-resistant ceramic coatings that are promising for use in liquid metal environments // Key Engineering Materials, Switzerland. 2019. Vol. 822. P. 752–759.
  20. Bykova A.D., Markov M.A., Krasikov A.V., Belyakov A.N., Makarov A.M. Study of the formation of functional ceramic coatings on // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1400. P. 055008.
  21. Makarov A.M., Gerashchenkov D.A., Aleksandrov S.E., Markov M.A., Gerashchenkova E.Y., Belyakov A.N., Bykova A.D. Study of the method of obtaining functional interest-metallic coatings based on Ni-Ti reinforced with WC nanoparticles // Key Engineering Materials, Switzerland. 2019. Vol. 822. P. 760–767.
  22. Assadi H., Kreye H., Gartner F., Klassen T. Cold spraying. A materials perspective // Acta Materialia. 2016. Vol. 116. P. 382–407.
  23. Papyrin A. Cold spray technology // Adv. Mater. Process. 2001. Vol. 159. P. 49–51.
  24. Arabgol Z., Assadi H., Schmidt T., Gartner F., Klassen T. Analysis of thermal history and residual stress in cold-sprayed coatings // Journal of Thermal Spray Technology. 2013. Vol. 23, № 1. P. 84–90.
  25. Li W., Yang K., Yin S., Yang X., Xu Y., Lupoi R. Solid-state additive manufacturing and repairing by cold spraying: A review // Journal of Materials Science & Technology. 2018. Vol. 34, № 3. P. 440–457.
  26. Ziemian C.W., Wright W.J., Cipoletti D.E. Influence of impact conditions on feedstock deposition behavior of cold-sprayed Fe-based metallic glass // Journal of Thermal Spray Technology. 2018. Vol. 27, № 5. P. 843–856.
  27. Karmakar R.A., Maji P., Ghosh S.K. Review on the nickel based metal matrix composite coating // Metals and Materials International. Korean Institute of Metals and Materials. 2021. Vol. 27. P. 2134–2145.
  28. Champagne V., Helfritch D. The unique abilities of cold spray deposition // International Materials Reviews. 2016. Vol. 61, № 7. P. 437–455.
  29. Орыщенко A.C., Геращенков Д.А. Результаты исследования профиля единичных треков покрытий, полученных методом ХГДН из порошков на основе алюминия и никеля // Вопросы материаловедения. 2022. № 2(110). С. 58–70.
  30. Chekuryaev A.G., Sychov M.M., Myakin S.V. Analysis of the structure of composite systems by means of fractal characteristics using the BaTiO3–Fullerenol–CEPVA system as an example // Physics of the Solid State. 2021. Vol. 63. P. 789–795.
  31. Markov M.A., Gerashchenkov D.A., Kravchenko I.N., Kuznetsov Y.A., Bykova A.D., Belyakov A.N., Toygambaev S.K. Study of the method to obtain aluminum coatings modified by aluminum oxide // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2023. Vol. 52, № 1. P. 69–78.
  32. Gerashchenkov D.A., Sobolev M.Y., Markov M.A., Gerashchenkova E.Y., Bykova A.D., Krasikov A.V., Makarov A.M. Tribolical study of cermet coatings Al–Sn–Zn–Al2O3 for friction couples // Journal of Friction and Wear. 2018. Vol. 39, № 6. P. 522–527.
  33. Kuznetsov Y.A., Kravchenko I.N., Gerashchenkov D.A., Markov M.A., Davydov V.V., Mozhayko A.A., Dudkin V.I., Bykova A.D. The use of cold spraying and micro-arc oxidation techniques for the repairing and wear resistance improvement of motor electric bearing shields // Energies. 2022. № 15(3). P. 912.
  34. Bykova A.D., Farmakovsky B.V., Markov M.A., Belyakov A.N., Makarov A.M., Gerashchenkov D.A., Perevislov S.N. Technological aspects of obtaining functional coatings based on silver by the method of cold gas-dynamic spraying // Key Engineering Materials, Switzerland. 2019. Vol. 822. P. 774–780.
  35. Gerashchenkov D.A., Makarov A.M., Bystrov R.Y., Bobkova T.O., Belyakov A.N., Bykova A.D., Markov M.A., Farmakovsky B.V. Technological aspects of obtaining functional gradient coatings to protect machinery from wear // Key Engineering Materials, Switzerland. 2019. Vol. 822. P. 768–773.
  36. Геращенков Д.А., Геращенкова Е.Ю., Можайко А.А., Макаров А.М., Беляков А.Н., Быстров Р.Ю. Исследование состава и свойств интерметаллидного слоя Al-Ti и Ni-Ti, полученного на титановом сплаве при лазерной обработке // Вопросы материаловедения. 2022. № 2(110). С. 28–35.
  37. Геращенков Д.А. Применение технологии холодного газодинамического напыления как аддитивного способа для получения материалов на основе алюминида никеля и алюминида титана // Вопросы материаловедения. 2021. № 3(107). С. 118–127.
  38. Plotnick R.E., Gardner R.H., O'Neill R.V. Lacunarity indices as measures of landscape texture // Landscape Ecol. 1993. V. 8. P. 201–211.
  39. Gefen Y., Meir Y., Aharony A. Geometric implementation of hypercubic lattices with noninteger dimensionality by use of low lacunarity fractal lattices // Physical Review Letters. 1983. Vol. 50. P. 145–148.
  40. Barin I., Platzki G. Thermochemical data of pure substances // Weinheim: VCh. 1989. Vol. 304, № 334. P. 1117.
  41. Markov M.A., Previslov S.N., Krasikov A.V., Gerashchenkov D.A., Bykova A.D., Fedoseev M.L. Study of the microarc oxidation of aluminum modified with silicon carbide particles // Russian Journal of Applied Chemistry. 2018. Vol. 91, № 4. P. 543–549.
  42. Shevchenko V.Y., Perevislov S.N., Ugolkov V.L. Physicochemical interaction processes in the carbon (diamond)–silicon system // Glass Physics and Chemistry. 2021. Vol. 47, № 3. P. 197–208.
  43. Shevchenko V.Y., Perevislov S.N. Reaction–diffusion mechanism of synthesis in the diamond–silicon carbide system // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2021. Vol. 66. P. 1107–1114.
  44. Markov M.A., Krasikov A.V., Kravchenko I.N., Erofeev M.N., Bykova A.D., Belyakov A.N. Development of novel ceramic construction materials based on silicon carbide for products of complex geometry // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2021. Vol. 50, № 2. P. 158–163.
  45. Belyakov A.N., Markov M.A., Kravchenko I.N., Kashtanov A.D., Dyuskina D.A., Bykova A.D., Chekuryaev A.G. Contemporary materials and their application in the construction of special engineering high-temperature objects // Refractories and Industrial Ceramics. 2024. Vol. 64, № 3. P. 256–264.
  46. Belyakov A.N., Markov M.A., Dyuskina D.A., Bykova A.D., Chekuryaev A.N., Kashtanov A.D. A comparative study of methods for obtaining silicon carbide ceramic materials // Refractories and Industrial Ceramics. 2023. Vol. 64, № 3. P. 299–310.
  47. Belyakov A.N., Markov M.A., Chekuryaev A.N., Bykova A.D., Duskina D.A., Perevislov S.N. Investigation of the reaction-sintered B4C–SiC materials produced by hot slip casting // Glass Physics and Chemistry. 2023. Vol. 49, № 3. P. 306–313.
  48. Lysenkov A.S., Kim K.A., Titov D.D., Frolova M.G., Kargin Y.F., Petrakova N.V., Leonov A.V., Perevislov S.N., Tomkovich M.V., Melnikova I.S. Composite material Si3N4/SiC with calcium aluminate additive // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2018. Vol. 1134, № 1. P. 012036.
  49. Rumyantsev I.A., Perevislov S.N. Lightweight composite cermets obtained by titanium-plating // Refractories and Industrial Ceramics. 2017. Vol. 58. P. 405–409.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».