Закономірності впливу водню на фазово-структурні перетворення у сплавах на основі РЗМ і цирконію та розроблення методів поліпшення їх властивостей
Встановлення закономірностей впливу водню на фазово-структурний стан гідридотвірних матеріалів, підданих ГДДР-процесам. Оптимізація умов механохімічного подрібнення сплавів на основі РЗМ та цирконію. Методи та водневі технології модифікування структури.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 22.07.2014 |
| Размер файла | 81,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
79. Bulyk I. I., Basaraba Yu. B., Trostianchyn A. M., Davydov V. M. Hydrogen-induced phase transformations in ZrCrNi // Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds: Collected Abstracts of IX International Conference (September 20-24, 2005). -Lviv: Ivan Franko National Un-ty of Lviv, 2005. - P. 143.
80. Булик І. І., Басараба Ю. Б. Вплив водневої обробки на розрядні властивості електродів зі сплаву ZrCrNi // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2005. - №6. - С. 49-54.
81. Дисертантом запропоновано комбінований спосіб водневої обробки сплаву ZrCrNi для поліпшення його активаційних властивостей.
82. Bulyk I. I., Basaraba Yu. B., Dovhyj Ya. O. Influence of Ti on the hydrogen-induced phase-structure transformations in the ZrCr2 intermetallic compound // Intermetallics. - 2006. - Vol.14. - P. 735-741.
83. Дисертантом встановлено, що заміна хрому на титан у сполуці ZrCr2 призводить до сповільнення ініційованих воднем фазових перетворень.
84. Булик І. І., Тростянчин А. М. Структура сплаву на основі SmCo5 після диспропорціонування-рекомбінації // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2006. - №5. -С. 65-68.
85. Дисертантом показано вплив ГДДР-процесу на морфологію промислового феромагнітного сплаву КС37: здрібнення структури, зміна форми зерен.
86. Тростянчин А. М., Булик І. І., Тростянчин І. В., Мудрий С. І., Давидов В. М. Фазові перетворення у системі La1-xNdxNi3,5Al1,5 // Hydrogen economy and hydrogen treatment of materials: Proceedings of Fifth International Conference “HTM-2007” (May 21-25, 2007), - Donetsk: Donetsk national technical un-ty, 2007. - P. 586-590.
87. Дисертантом показано формування текстури у сплавах La1-xNdxNi3,5Al1,5 внаслідок ГДДР-процесу.
88. Федоров В. В., Булик І. І., Тростянчин А. М., Мохун С. В. // Оптимізація умов хіміко-термічної обробки гідридоутворюючих матеріалів на основі визначення в них коефіцієнта дифузії водню // Наукові нотатки. - 2007. - №20. - С. 522-526.
АНОТАЦІЯ
Булик І.І. Закономірності впливу водню на фазово-структурні перетворення у сплавах на основі РЗМ і цирконію та розроблення методів поліпшення їх властивостей. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.01 - матеріалознавство. - Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України, м. Київ, 2008.
Дисертація присвячена розробленню методів і водневих технологій підвищення функціональних властивостей сплавів на основі рідкісноземельних металів і цирконію, встановленню особливостей взаємодії інтерметалічних сполук з воднем з метою їх використання для оптимізації водневих технологій модифікації структури щодо підвищення службових характеристик матеріалів. Досліджено феромагнітні матеріали на основі сполук РЗМ2Fe14B, де РЗМ - суміш рідкісноземельних металів, а також матеріали на основі SmCo5 і Sm2(Co,Fe,Zr,Cu)17, матеріали металогідридних електродів на основі LaNi5 леговані Al, Co, Nd, фази Лавеса цирконію ZrCr2 і леговані Ti та Ni. Для перерахованих матеріалів, використовуючи ГДДР-процеси, Досліджено особливості їх взаємодії з воднем в умовах механохімічної обробки у планетарному млині та за відповідних параметрів методом ГДДР-процесів (тиск водню до 5 МПа і величина температури до 950 °С). Для реалізації цих досліджень створено необхідне лабораторне устатковання. В результаті проведених робіт встановлено, що сплави РЗМ та сполуки ZrCr2 і Zr1-хTixCr2 у водні диспропорціонують на гідрид РЗМ або Zr, а у вакуумі рекомбінують у вихідну фазу. У всіх інших досліджених сполуках і сплавах водень ініціює ряд фазових перетворень. Використовуючи ці результати запропоновано технологічні засади обробки методом ГДДР-процесу цих сплавів для одержання гомогенної субмікронної структури з розмірами зерен <1 мкм, а для ZrCr2 - нанорозмірної структури з кристалітами ?50 нм. Показано можливість: модифікувати фазовий склад матеріалів шляхом перетворень в одній із його фаз-компонентів, формувати текстуру. На основі отриманих нових даних про ініційовані воднем фазові перетворення розроблено способи обробки функціональних матеріалів у водні для: гомогенізації; швидкісного здрібнення; формування нанорозмірної структури; проведення поліморфних перетворень тощо з метою поліпшення функціональних властивостей спечених магнітів та активаційних властивостей металогідридних електродів. Практичні рекомендації захищено 4 патентами України.
Ключові слова: сплави РЗМ-залізо-бор; сплави самарій-кобальт; металогідридні електродні матеріали; фази Лавеса; ініційовані воднем фазові перетворення; гідрування, диспропорціонування, десорбція, рекомбінація (ГДДР-процес); наноструктура; здрібнення; магнітні властивості; розрядна ємність.
Булык И.И. Закономерности влияния водорода на фазово-структурные превращения в сплавах на основе РЗМ и циркония и разработка методов повышения их свойств. Рукопись.
Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук по специальности 05.02.01 - материаловедение. - Институт проблем материаловедения им. И.М.Францевича НАН Украины, г. Киев, 2008.
Диссертация посвящена разработке методов и водородных технологий повышения функциональных характеристик сплавов на основе РЗМ и циркония, изучению особенностей взаимодействия интерметаллических соединений и сплавов с водородом с целью их использования для оптимизации водородных технологий модификации структуры соединений и сплавов и повышения их служебных свойств. Исследовано ферромагнитные материалы на основе соединений РЗМ2Fe14B, где РЗМ - смесь редкоземельных металлов, SmCo5, Sm2(Co,Fe,Zr,Cu)17, материалы металлогидридных электродов на основе LaNi5 и легированные Al, Co, Nd, фазы Лавеса циркония ZrCr2 и легированные Ti и Ni. Исследовано особенности взаимодействия в условиях механохимической (в планетарной мельнице) и термической (метод ГДДР-процесса) обработки материалов в водороде под давлением водорода до 5 МПа и температуре до 950 °С. Для реализации исследований создано необходимое лабораторное оборудование. В результате проведения работ установлено, что сплавы РЗМ и соединения ZrCr2 и Zr1-хTixCr2 в водороде диспропорционируют на гидрид РЗМ или Zr, а в вакууме рекомбинируют в исходную фазу. На быстроохлажденных сплавах РЗМ-железо-бор впервые показано, что возможно проведение ГДДР-процесса в одной фазе, температура диспропорционирования которой самая низкая. Температура диспропорционирования ZrCr2 со структурой типа С15 на 100 ° ниже температуры диспропорционирования ZrCr2 со структурой типа С14. Частичное замещение циркония на титан замедляет фазовые превращения во время ГДДР-процесса без изменения общего характера взаимодействия. Во всех других исследованных соединениях и сплавах водород инициирует ряд фазовых превращений. На сплаве ZrCrNi показано, что замещение атома хрома на атом никеля в ZrCr2 радикально изменяет характер взаимодействия с водородом: в системе ZrCrNi-Н2 происходит ряд фазовых превращений с образованием -ZrH2, ZrNi3, Zr2Ni7, Zr2Ni и Cr. Выделение водорода в вакууме приводит к гомогенизации исходного сплава с уменьшением количества фаз-примесей, либо к образованию фазы Лавеса со структурой типа С15 и бинарных фаз системы Zr-Ni. Обработкой методом ГДДР-процесса в материалах формируется гомогенная субмикронная микроструктура с размерами зерен <1 мкм, а в ZrCr2 - наноразмерная структура с кристаллитами ?50 нм. В сплавах на основе SmCo5 установлено отличие продуктов взаимодействия с водородом после обычного и солид ГД: в первом случае сплав диспропорционирует на SmHx и Co, а во втором образуется SmHx и Sm2Co17.
Показано, что замещение Ni на Al и Co в соединении LaNi5, стабильном за условий исследования, снижает ее стабильность в водороде. Легированные Al соединения претерпевают несколько фазовых превращений в ходе нагрева в водороде: от частичного до полного распада и до следующей рекомбинации при высоких температурах. Фазовый состав продуктов взаимодействия зависит от количества алюминия в сплаве и температуры. В случае Со-содержащих соединений кроме диспропорционирования исходных сплавов, установлено их аморфизацию. Замещение La на Nd в LaNi5-xAlx приводит к изменению продуктов взаимодействия сплавов с водородом. Обработка в водороде сплавов с Co и Nd приводит к образованию текстурированных порошков этих материалов.
На основании полученных новых данных разработаны способы обработки функциональных материалов в водороде для повышения их служебных свойств. Модифицировано механохимическое измельчение ферромагнитных сплавов в водороде путем использования высокоэнергетического помола в планетарной мельнице, исследованы параметры процесса измельчения. На основании полученных данных предложено для внедрения в производство спеченных магнитов одностадийный высокопроизводительный экологически безопасный способ измельчения ферромагнитных сплавов, который обеспечивает повышение коэрцитивной силы в 2,7 раза, удельной магнитной энергии до 50 %, остаточной индукции до 5 %. На основании оптимизации параметров помола и гомогенизации сплава ZrCrNi разработан комбинированный способ водородной обработки электродных материалов из циркония. Способ реализуется путем гомогенизации сплава термообработкой в водороде при 610 и при 950 °С в вакууме и его измельчения в планетарной мельнице на протяжении 30 мин. с частотой вращения 100 об/мин. и позволяет уменьшить количество циклов заряда-разряда для активирования электродов от 20 до 2. Тем самым создано технологические предпосылки для практического применения сплавов циркония в производстве металлогидридных электродов никель-металлогидридных аккумуляторов. Практические рекомендации защищены 4 патентами Украины.
Ключевые слова: сплавы РЗМ-железо-бор, сплавы самарий-кобальт, металлогидридные электродные материалы, фазы Лавеса, инициированные водородом фазовые превращения, ГДДР, наноструктура, измельчение, магнитные свойства, разрядная емкость.
Bulyk I.I. Regularities of hydrogen influence on phase-structure transformations in REM- and zirconium-based alloys and working out of the methods of improvement their properties. - Manuscript.
Thesis for a doctor's degree by speciality 05.02.01 - Materials Science. - I.M.Francevych Institute for Problem of Materials Science of NAS, Kyiv, 2008.
This work is devoted to the development of the methods and hydrogen technologies for the improvement of functional properties of rare earth- and zirconium-based alloys, investigation of interaction regularities of intermetallic compounds with hydrogen with the aim of the optimization of hydrogen technologies and improvement properties of the materials. It was researched REM2Fe14B-based ferromagnetic materials, were REM is a mixture of rare earth metals as well as SmCo5- and Sm2(Co,Fe,Zr,Cu)17-based ferromagnetic materials, LaNi5-based electrode materials doped by Al, Co, Nd and ZrCr2 Laves phases doped by Ti and Ni. The regularities of interaction during mechano-chemical treatment and HDDR process (hydrogen pressure up to 5 MPa and temperature up to 950 °C) were investigated. The laboratory rigs for fulfillment these processes were designed. It was determined that REM-based alloys and ZrCr2 and Zr1-xTixCr2 compounds disproportionate under hydrogen into REM or Zr hydride and recombine under vacuum in the initial phases. Hydrogen induces a few phase transformations in all investigated compounds and alloys. The treatment technology routes for obtaining homogenized submicron structure with grain size <1 м and ~50 nm for ZrCr2 by means of HDDR process were proposed. It was shown the ability of modification of phase composition of materials by means of transformation in one of alloy phases and formation of texture. The methods of hydrogen treatment of functional materials were developed based on the new data about hydrogen induced phase transformations for: homogenization, quickly grinding, forming nanosize structure, polymorphous transformations result in the improvement of properties of sintered magnets and activation properties of electrodes. The applied results are protected by 4 patents of Ukraine.
Key words: REM-iron-boron alloys; samarium-cobalt alloys; metal hydrides electrodes materials; Laves phases; hydrogen induced phase transformations; hydrogenation, disproportionation, desorption, recombination (HDDR); nanostructure; grinding; magnetic properties; discharge capacity.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Підготовка та опис основних методик експерименту. Вплив водню на електронну структуру та пружні властивості заліза. Дослідження впливу легуючих елементів на міграцію атомів водню і впливу е-фази на механічні властивості наводнених аустенітних сталей.
реферат [44,2 K], добавлен 10.07.2010Дослідження методів отримання двоокису цирконію ромбічної сингонії, стабілізованого оксидом нікелю. Збереження стабільності властивостей матеріалу при довготривалій експлуатації. Опис та організація досліду, складання кошторису витрат, ціна досліду.
практическая работа [63,9 K], добавлен 08.05.2010Загальна характеристика сталей, технологічний процес виготовлення штампу, режими термічної обробки. Перетворення під час нагрівання, охолодження та загартування. Удосконалення технологічних процесів на основі аналізу фазово-структурних перетворень сталі.
курсовая работа [301,6 K], добавлен 08.11.2010Отримання експериментальних даних про вплив іонізуючого опромінення на структуру та магнітні властивості аморфних і нанокристалічних сплавів на основі системи Fe Si-B. Результати досідження, їх аналіз та встановлення основних механізмів цього впливу.
реферат [32,4 K], добавлен 10.07.2010Вплив вуглецю та марганцю на термічне розширення та магнітні властивості інварних сплавів. Композиції, які забезпечили більшу міцність, ніж базового сплаву. Вплив вуглецю і марганцю на магнітну структуру сплавів Fe-Ni. Влив вуглецю на міжатомний зв’язок.
реферат [74,2 K], добавлен 10.07.2010Вплив мінеральних наповнювачів та олігомерно-полімерних модифікаторів на структурування композиційних матеріалів на основі поліметилфенілсилоксанового лаку. Фізико-механічні, протикорозійні, діелектричні закономірності формування термостійких матеріалів.
автореферат [29,3 K], добавлен 11.04.2009Основні принципи підвищення зносостійкості порошкових матеріалів на основі заліза. Вплив параметрів гарячого штампування на структуру і властивості отримуваних пористих заготовок. Технологія отримання композитів на основі системи карбід титану-сталь.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 27.10.2013Визначення мети, предмету та методів дослідження. Опис методики обладнання та проведення експериментів. Сплав ZrCrNi як основний об’єкт дослідження. Можливості застосування та вплив водневої обробки на розрядні характеристики і структуру сплаву ZrCrNi.
контрольная работа [48,7 K], добавлен 10.07.2010Напрями зміцнення сталей і сплавів. Концепція високоміцного стану. Класифікація методів зміцнення металів. Технології поверхневого зміцнення сталевих виробів. Високоенергетичне хімічне модифікування поверхневих шарів. Плазмове поверхневе зміцнення.
курсовая работа [233,4 K], добавлен 23.11.2010Проблеми зберігання якості харчових продуктів зі збільшенням терміну їх зберігання. Технології виготовлення пакувальних матеріалів на основі целюлозного волокна і цеоліту. Залежність властивостей нового пакувального картону від вмісту його компонентів.
статья [92,7 K], добавлен 24.04.2018
