Создание алюмоматричного композита с улучшенными механическими свойствами за счёт направленного регулирования химического состава поверхности армирующей дисперсной фазы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Основными направлениями получения новых металломатричных композитов являются разработка подходов к выбору упрочняющих добавок, выявление взаимосвязей свойств получаемого материала с составом, концентрацией и морфологией вводимых добавок, создание и поиск новых доступных и дешёвых добавок. Авторы предлагают в качестве одного из решений рассматриваемой задачи получать алюмоматричные композиционные материалы на основе структурирования металлической матрицы наноструктурами карбида титана ($\leq 5 $ нм) методом Atomic layer deposition.  Важной особенностью получаемого материала является отсутствие явных границ раздела между алюминиевой матрицей  и армирующей карбидной фазой,  что обеспечивает связывание компонентов в единое целое.  Композиты, для упрочнения которых используется армирующая фаза с поверхностными карбидными наноструктурами, помимо повышенного предела прочности демонстрируют  более пластичную схему разрушения, характерную для дисперсного упрочнения материалов. Исследованы механические свойства синтезированных предложенным методом металлокомпозитов. Наблюдается более чем двукратное упрочнение и трехкратный рост предела текучести при незначительном сокращении пластической деформации до разрушения.

Об авторах

Никита Фёдорович Морозов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: n.morozov@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3890-522X
Scopus Author ID: 7005573911
ResearcherId: K-2696-2013
Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

Елена Георгиевна Земцова

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: ezimtsova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2603-2812
Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

Владимир Константинович Кудымов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: v.k.kudymov@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-4044-6990
Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

Павел Евгеньевич Морозов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: comitcont@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-3526-3810
Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

Борис Николаевич Семенов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: b.semenov@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0002-8870-6520
Scopus Author ID: 7101626297
Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

Денис Владимирович Юрчук

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: 667-766-d@mail.ru
Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

Владимир Михайлович Смирнов

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: vms11@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7358-1884
Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

Список литературы

  1. Rino J. J., Chandramohan D., Sucitharan K. S., Jebin V. D. An overview on development of aluminium metal matrix composites with hybrid reinforcement // International Journal of Science and Research. 2012. Vol. 1, iss. 3. P. 196–203.
  2. Tjong S. C. Novel nanoparticle reinforced metal matrix composites with enhanced mechanical properties // Advanced Engineering Materials. 2007. Vol. 9, iss. 8. P. 639–652. https://doi.org/10.1002/adem.200700106
  3. Wang J., Li Z., Fan G., Pan H., Chen Z., Zhang D. Reinforcement with graphene nanosheets in aluminum matrix composites // Scripta Materialia. 2012. Vol. 66, iss. 8. P. 594–597. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2012.01.012
  4. Saravanan C., Subramanian K., Ananda Krishnan V., Narayanan R. S. Effect of particulate reinforced aluminium metal matrix composite — A review // Mechanics and Mechanical Engineering. 2015. Vol. 19, iss. 1. P. 23–30.
  5. Das D. K., Mishra P. C., Singh S., Pattanaik S. Fabrication and heat treatment of ceramic-reinforced aluminium matrix composites — A review // International Journal of Mechanical and Materials Engineering. 2014. Vol. 9, iss. 1. P. 1–15. https://doi.org/10.1186/s40712-014-0006-7
  6. Alaneme K. K., Aluko A. O. Fracture toughness (K1C) and tensile properties of as-cast and age-hardened aluminium (6063)-silicon carbide particulate composites // Scientia Iranica. 2012. Vol. 19, iss. 4. P. 992–996. https://doi.org/10.1016/j.scient.2012.06.001
  7. Tjong Sie-Chin. 8 — Processing and deformation characteristics of metals reinforced with ceramic nanoparticles // Nanocrystalline Materials / ed. by Sie-Chin Tjong. 2nd ed. Oxford : Elsevier, 2014. P. 269–304. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-407796-6.00008-7
  8. Casati R., Vedani M. Metal matrix composites reinforced by nano-particles — A review // Metals. 2014. Vol. 4, iss. 1. P. 65–83. https://doi.org/10.3390/met4010065
  9. Mobasherpour I., Tofigh A. A., Ebrahimi M. Effect of nano-size Al2O3 reinforcement on the mechanical behavior of synthesis 7075 aluminum alloy composites by mechanical alloying // Materials Chemistry and Physics. 2013. Vol. 138, iss. 2–3. P. 535–541. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2012.12.015
  10. Rana R. S., Purohit R., Das S. Review of recent studies in Al matrix composites // International Journal of Scientific and Engineering Research. 2012. Vol. 3, iss. 6. P. 1–16.
  11. Pramod S. L. Aluminum — based cast in-situ composites: A review // Journal of Materials Engineering and Performance. 2015. Vol. 24, iss. 6. P. 2185–2207. https://doi.org/10.1007/s11665-015-1424-2
  12. Zemtsova E. G., Yurchuk D. V., Morozov P. E., Kudymov V. K., Smirnov V. M. Features of the synthesis of the dispersed tic phase with nickel nanostructures on the surface to create an aluminum-based metal composite // Nanomaterials. 2021. Vol. 11, iss. 10. Art. 2499. https://doi.org/10.3390/nano11102499
  13. Bauri R., Yadav D., Suhas G. Effect of friction stir processing (FSP) on microstructure and properties of Al-TiC in situ composite // Materials Science and Engineering A. 2011. Vol. 528, iss. 13. P. 4732–4739. https://doi.org/10.1016/j.msea.2011.02.085

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».