ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ НАНОПОРОШКОВ W–NI–FE В ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЕ ДУГОВОГО РАЗРЯДА |
| 2 | |
| 2013 |
| научная статья | 669.018.9:533.9 | ||
| 66-71 | вольфрамовые псевдосплавы, плазмохимический синтез, нано- и ультрадисперс- ные порошки |
| Предложены и исследованы процессы получения нанопорошков металлической системы W–Ni–Fe в термической плазме. Процессы основаны на взаимодействии смесей порошков оксидов соответст- вующих металлов с потоком водородно-азотной термической плазмы, генерируемой в электродуговом плазмотроне постоянного тока. Формирование наночастиц осуществляется в результате химической конденсации металлов при автозакалке высокотемпературного потока в плазменном реакторе с огра- ниченным струйным течением. Выполнены термодинамические расчеты равновесных составов и ха- рактеристик многокомпонентных систем W–Ni–Fe–O–H–N. Проведены экспериментальные исследо- вания получения нанопорошков металлических систем W–Ni–Fe. Полученные в экспериментах про- дукты исследовались методами TEM, HR–TEM, SEM, ESD, XRD, BET. Установлено, что полученные порошки представляют собой металлические композиции, состоящие из наночастиц с размерами в диапазоне 10–150 нм. Полученные в плазменном процессе нанопорошки металлических композиций содержат 1.3–2.7 мас.% общего кислорода. Термообработка нанопорошков в среде водорода при 800°С позволяет уменьшить содержание кислорода до значения 0.2%. Результаты исследований свидетельст- вуют о возможности создания плазменного процесса получения композиционных нанопорошков ком- понентов псевдосплавов на основе вольфрама, состоящих из наночастиц вольфрама с металлическим покрытием. |
 |
| 1 . Lassner E., Schubert W-D. Tungsten: properties, chemistry, technology of the element, alloys, and chemi- cal compounds. New York: Kluwer Academic / Plenum Publishers, 1999. P. 434. 2 . http://www.tungstenchina.com/product/Tungsten- Heavy-Alloy.html 3 . Magness L.S. Refractory metals for ordnance applications // Proc. of the Fourth Intern. Conf. on Tungsten; Refractory Metals and Alloys: Processing, Processing and Applications / Eds. A. Bose, R.J. Dowd- ing. Princeton, 1997. P. 41–57. 4 . Zehetbauer M.J., Zhu Bulk Y.T. Nanostructured materials. Wiley, 2009. 736 p. 5 . Reithmaier J., Petkov P., Kulisch W., Popov C. Nanostructured materials for advanced technological applications. Springer, 2009. 548 p. 6 . Kyong H. Lee, Seung I. Chaa, Ho J. Ryub, Soon H. Honga. Effect of oxide dispersoids addition on mechanical properties of tungsten heavy alloy fabricated by mechanical alloying process // Materials Science and Engineering. A. 2007. 452–453. P. 55–60. 7 . Yan Jian-wu, Liu Ying, Peng A-fang, Lu Quanguo. Fabrication of nano-crystalline W-Ni-Fe pre- alloyed powders by mechanical alloying technique // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2009. 19. P.711,717. 8 . Li Xiao-qiang, Xin Hong-wei, Hu Ke, Li Yuanyuan. Microstructure and properties of ultra-fine tungsten heavy alloys prepared by mechanical alloying and electric current activated sintering // Trans. Nonferr- ous Met. Soc. China. 2010. 20. P. 443, 449. 9 . Fan Jing-lian, Liu Tao, Cheng Hui-chao, Wang Denglong. Preparation of fine grain tungsten heavy alloy with high properties by mechanical alloying and yttrium oxide addition // Journal of Materials Processing Technology. 2008. 208. P. 463–469. 10 . Jang J.S.C., Fwua J.C., Changa L.J. et al. Study on the solid-phase sintering of the nano-structured heavy tungsten alloy powder // Journal of Alloys and Com- pounds. 2007. 434–435. P. 367–370. 11 . Chuvil’deev V.N., Moskvicheva A.V., Baranov G.V. et al. Superhard nanodisperse tungsten heavy alloys obtained using the methods of mechanical activation and spark plasma sintering // Technical Physics Letters. 2009. 35, № 11. P. 1036–1039. 12 . Qu Huan, Fan Jing-lian, Li Yrmin, Huang Baryun. Synthesis and characteristics of W-Ni-Fe nanocomposite powders prepared by mechanical alloying // Trans. Non- ferrous Met. Soc. China. 2000. 10. № 2. P. 172–174. 13 . Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Баранов Г.В. и др. Исследование структуры и механических свойств нано- и ультрадисперсных механоактивированных вольфрамовых псевдосплавов // Вестник Нижегород- ского университета им. Н.И. Лобачевского. 2010. № 2(1). C. 47–59. 14 . Fan J.L., Gong X., Huang B.Y. et al. Densification behavior of nanocrystalline W–Ni–Fe composite powders prepared by sol-spray drying and hydrogen reduction process // Journal of Alloys and Compounds. 2010. 489. P. 188–194. 15 . Alymov M.I., Tregubova I.V., Povarova K.B. et al. Development of physicochemical foundations for the synthe- sis of tungsten-based nanopowders with controlled properties // Russian Metallurgy (Metally). №. 3. 2006. P. 217–220. 16 . Dong-Won Lee, Farkhod Turaev, Ju-Hyeong Kim, Mingchuan Yang. Fabrication of ultrafine tungsten-based alloy powders by novel soda reduction process // Materials Research Bulletin. 2010. 45. P. 348–351. 17 . Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Ред. В.Е. Фортов. Вводные тома IV–V, том XI–V. М.: Наука, 2000 – 2006. 18 . Цветков Ю.В., Николаев А.В., Панфилов С.А. и др. Низкотемпературная плазма, 8: Плазменная ме- таллургия. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1992. 19 . Самохин А.В., Алексеев Н.В., Корнев С.А., Цветков Ю.В. Характеристики работы электродуго- вого плазмотрона на углеводородно-воздушных и водородно-азотных смесях // Физика и химия обра- ботки материалов. 2008. № 2. С. 38–42. 20 . Трусов Б.Г. Программная система ТЕРРА для моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах // III Международный симпози- ум «Горение и плазмохимия». 24 – 26 августа 2005, Ал- маты, Казахстан. Алматы: Казак университетi. С. 52–57. |