Объемные наноструктурные материалы

Настоящая книга рассматривает достижения и проблемы в получении объемных наноструктурных материалов методами ИПД, исследовании особенностей формируемых наноструктурных состояний и их эволюции при нагреве и внешних воздействиях. Особое внимание уделено необычным свойствам полученных материалов, многие из которых уникальны и весьма интересны для фундаментальных и прикладных исследований. Последнее подтверждается также примерами недавних разработок, направленных на практическое использование полученных наноструктурных материалов. Дано также сравнение с результатами исследований НСМ, полученных другими методами. [c.7]

Объемные наноструктурные материалы [c.7]

ОБЪЕМНЫЕ НАНОСТРУКТУРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ [c.15]

В настоящее время суш,ествуют три направления получения объемных наноструктурных материалов контролируемая кристаллизация аморфных материалов, компактирование ультрадисперсных порошков и интенсивная пластическая деформация материалов с обычным размером зерна, [c.15]

Однако особый интерес представляют механические свойства объемных наноструктурных материалов. Как свидетельствуют теоретические оценки, с точки зрения механического поведения формирование наноструктур в различных металлах и сплавах может привести к высокопрочному состоянию в соответствии с соотношением Холла-Петча, а также к появлению низкотемпературной и/или высокоскоростной сверхпластичности [4]. Реализация этих возможностей имеет непосредственное значение для разработки новых высокопрочных и износостойких материалов, перспективных сверхпластичных сплавов, металлов с высокой усталостной прочностью. Все это вызвало большой интерес среди исследователей прочности и пластичности материалов к получению больших объемных образцов с наноструктурой, для последующих механических испытаний. [c.25]

Данная монография посвящена исследованию объемных металлических наноструктурных материалов, их получению, особенностям структуры и свойствам. [c.6]

В объемных наноматериалах изменяются не только механические свойства. В ферромагнитных материалах, в которых размеры зерен становятся соизмеримыми с размерами доменов, существенно (в 10 раз) возрастает коэрцитивная сила, а доменная структура по своему характеру отличается от структуры в обычных материалах. В объемных наноструктурных кремнии и германии изменяются оптические свойства. [c.30]

К настоящему времени разработано несколько методов получения таких материалов. Большинство из них включает компак-тирование порощков, которые, однако, получают разными способами. Среди них ультрадисперсные порошки, полученные газовой конденсацией в атмосфере инертного газа [1, 5] или плазмохимическим методом [5], аэрозольным [6] и химическим синтезом [7], а также измельчением порошков в шаровой мельнице [2, 13] и др. Некоторые из этих методов были успешно использованы для создания объемных наноструктурных материалов. Это прежде всего газовая конденсация с последующим компактированием [1] и обработка порошков в шаровой мельнице с последующей консолидацией [2, 13]. Данные методы явились основой многочисленных исследований структуры и свойств нанокристаллических и нано-фазных материалов. Вместе с тем до сих пор существуют проблемы в развитии этих методов, связанные с сохранением некоторой остаточной пористости при компактировании, загрязнением образцов при подготовке порошков или их консолидации, увеличением геометрических размеров получаемых образцов, практическим использованием данных методов. [c.6]

Рис. В1. Схематическое представление четырех типов наноструктурных материалов, различающихся размерностью структурных единиц О — атомные кластеры и частицы 1 — мультислои 2 — ультрамелкозернистые покрытия 3 — объемные нанокриста л лические материалы

Основываясь на этом уравнении состояния для сверхпласти-ческого течения, можно ожидать [349, 350], что уменьшение размера зерна должно привести к резкому повышению сверхпласти-ческих свойств и достижению сверхпластичности при относительно низких температурах и/или высоких скоростях деформаций. Поэтому развитие методов ИБД для получения наноструктурных материалов открыло новые возможности для исследования сверхпластичности в металлических материалах, а также дало возможность начать новые систематические экспериментальные исследования в этой области [319]. Эти исследования начались в двух направлениях первое — это получение объемных образцов с однородной структурой и размером зерна менее 1 мкм (уровень субмикрокристаллов) с помощью РКУ-прессования или многократной ковки второе — это получение нанокристаллических структур в образцах с малыми геометрическими размерами (менее 15-20 мм), используя метод интенсивной пластической деформации кручением. [c.203]

Продолжаются исследования других объемных bulk) наноматериалов для выявления областей их применения при изготовлении конструкционных изделий (например, материалов, полученных обработкой давлением наноструктурных металлических и керамических заготовок в режиме сверхпластичности). [c.153]

Образцы сверхтвердых фуллеритов (консолидированных фул-леренов Сбо) были получены компактированием при высоких давлениях (9—13 ГПа) в интервале температур 200— 1600 °С [6]. Оптимальные значения твердости этих образцов составляют 100 ГПа (в отдельных случаях до 300 ГПа), а модуль объемной упругости превышал таковой для алмаза и составлял более 500 ГПа. Эти материалы с уникальными механическими свойствами уже нашли применение для изтотовления инденторов в устройствах для измерения твердости и трибологических характеристик твердых материалов, включая наноструктурные пленки. [c.154]

Карбидные материалы обладают совокупностью механических и физико-химических свойств, которая позволяет широко использовать их в технике. Особое место среди карбидных материалов занимают карбидокремниевые керамики, как спеченные (Si ), так и реакци-онно-связанные (Si/Si ), обладающие низкой плотностью, высокими прочностью при повышенных температурах, твердостью и износостойкостью, низким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), химической стойкостью к агрессивным средам, устойчивостью на воздухе при высоких температурах. Такое сочетание свойств карбидокремниевых керамик обеспечивает им заметное улучшение удельных механических характеристик. Дальнейшее улучшение свойств Si -Kepa iHK идет по пути их армирования, например, нитевидными кристаллами, волокнами и алмазными частицами (табл. 8.1). Низкие технологические свойства Si -керамик (плохая прессуемость, спекание при температуре свыше 2000 °С) требуют применения технологий, в которых предусматривается активация поверхности порошка термомеханической обработкой или объемная активация взрывной обработкой, введение в шихту активирующих процесс спекания добавок (2...8 мае. %), в том числе активных наноструктурных по- [c.138]

Сверхтастичностъ. В нанокристаллических материалах наблюдается явление сверхпластичности. Так, наноструктурному сплаву Ы1зА1 свойственно сверхпластичное поведение, причем при температурах на 400 градусов ниже по сравнению с микрокристаллическим Ы1зА1. Сверхпластическая деформация наноматериалов происходит в результате зернограничного проскальзывания (контролируемого диффузией по границам зерен) без видимой дислокационной активности в зернах (контролируемой объемной диффузией). Сверхпластичность [c.214]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...