Наноструктурная керамика. Порошковые технологии компактирования конструкционных материалов. Хасанов О.Л - 25 стр.

UptoLike

1
ЛЕКЦИЯ 3
ПОРОШКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМПАКТИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ.
Порошковые технологии компактирования материалов. Холодное статическое
прессование в закрытых пресс- формах. Горячее прессование. Изостатическое и
квазиизостатическое прессование. Динамические, высокоэнергетические и
импульсные методы прессования
Порошковые технологии компактирования материалов.
В данной лекции рассмотрены основные технологические методы, применяемые для
компактирования порошков и специфические требования для компактирования
нанопорошков с целью создания объемных наноматериалов.
Модели уплотнения обычного порошка нельзя успешно применить при
моделировании уплотнения наночастиц по нескольким причинам, обсуждаемым ниже,
которые возникают из-за резкого уменьшения размера частиц .
1) Возможность новых или различных механизмов уплотнения. Предполагается, что
выраженная поверхностная диффузия в наноразмерных компактах будет
увеличивать зерно/межчастичное скольжение и диффузию вакансий.
2) Агломерация нанопорошков в кластеры. Высокая межчастичная адгезионная
способность (по сравнению с обычным порошком) ведет к различным уровням
агломерации. Эта тенденция к агломерации может сильно влиять на кинетику
уплотнения. Адгезионная способность ведет к различным уровням межчастичного
и межагломератного трения.
3) Ансамбли наночастиц имеют большие площади поверхности, делающие их очень
восприимчивыми к примесям по сравнению с крупноразмерным порошком. И
поверхностные и объемные примеси играют важную роль в уплотнении. Атомы
примеси увеличивают межчастичное трение, примеси стабилизируют нанопоры и
предотвращают их схлопывание, примеси сегрегируют предпочтительно к
границам и препятствуют массопереносу. Влияние внутреннего давления,
вызванного адсорбированными газами, могут быть еще больше выражены в
системах наночастиц из-за резкого увеличения площади поверхности.
4) Низкая плотность дислокаций, и низкая стабильность дислокаций из-за малого
размера наночастиц. Так как наночастицы могут быть свободны от дислокаций и
источников дислокаций, их пластическая деформация может быть низкой и для не
спеченных компактов могут требоваться более высокие давления. Различная
структура дислокаций и их поведение могут также проявляться в изменении
механизма ползучести. Ползучесть это доминирующий механизм уплотнения во
многих материальных системах.
5) Другие факторы, такие как диффузионно-стимулированная зернограничная
миграция, и вращение, стимулированное энергией границ, могут изменять механизмы
уплотнения.
Литературные данные относительно характера и механизмов уплотнения во многих
случаях противоречат друг другу и показывают явную зависимость от материала, синтеза
и различий обработки намного большую, чем в случае обычного порошка.
В лекции приведены некоторые из них, чаще всего используемые для
компактирования наноструктурных керамических составов.