Логин:
Пароль:

Работа №2105
Название работы
Ударно-волновой синтез легких высокопрочных нанокомпозитов на основе алюминия и исследование их свойств
Автор работы
Ворожцов Сергей Александрович
Дата начала работы Дата окончания работы
2012-10-01 2013-11-15
Аннотация
Синтез высокопрочных композиционных материалов на основе алюминия, упрочненных частицами детонационных наноалмазов, оксида алюминия и углеродными нанотрубками методом ударно-волнового компактирования. Анализ структуры, фазового состава, механических и эксплуатационных свойств полученных алюминиевых нанокомпозитов. В результате исследований будут созданы новые наноматериалы с уникальными свойствами; разработаны научные основы и фундаментальные аспекты создания наноматериалов нового класса с контролируемыми свойствами методом ударно-волнового синтеза и исследованы свойства данных наноматериалов: физико-механические, физико-химические и эксплуатационные характеристики. Будут получены новые научно-практические результаты на основе инструментального анализа и экспериментальных исследований наноструктурных порошков алюминия, углерода в виде детонационных алмазов, оксида алюминия и углеродных нанотрубок, процессов динамического компактирования взрывом, а также теоретических исследований процессов и явлений, оказывающих определяющее влияние на порошковые системы.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1006600 Министерство образования и науки Российской Федерации Прикладная
Промежуточный реферат №1
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Объектом настоящего исследования является синтез высокопрочных композиционных материалов на основе алюминия, упрочненных частицами детонационных наноалмазов, оксида алюминия и углеродными нанотрубками. Создание новых материалов, необходимых для современной техники, привело к интенсивному развитию методов импульсной обработки порошковых материалов, позволяющих существенно развить новые технологии получения материалов с заданными физико-механическими свойствами. В ходе проведенных исследований получены следующие основные результаты: 1. Поиск и отбор научно-технических достижений в области ударно–волнового синтеза легких высокопрочных нанокомпозитов на основе алюминия был проведен по заданию № 36/12 от 01.10.2012 года. В результате было отобрано 40 технических решений для последующего анализа. 2. Проведен анализ технических решений композиционных материалов и способ их получения методом динамического ударно–волнового компактирования. 3. По итогам анализа патентных и научно–технических документов выявлено, что синтез наноструктурных композитов на основе алюминия упрочненных порошками детационных наноалмазов, оксидов алюминия и углеродных нанотрубок путем ударно-волнового компактирования позволяет обеспечить производство материалов со спектром улучшенных свойств. 4. На основе рассмотренных патентных и научно–технических документов выявлены основные пути развития легких и сверхлегких композиционных материалов с улучшенными свойствами и высокими удельными характеристиками. Исследуемый объект «Ударно–волновой синтез легких высокопрочных нанокомпозитов на основе алюминия» актуален. Обладает новизной и патентноспособностью.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201456965 Дата регистрации ИК: 2014-04-14
Заключительный реферат
Объект исследования – металлические матрицы, упрочненные наночастицами дето-национных наноалмазов, оксида алюминия и углеродными нанотрубками; параметры про-цесса механоактивации и ударно-волнового синтеза металломатричных нанокомпозитов. Цель исследования – синтез высокопрочных композитных материалов на основе алю-миния, упрочненных наночастицами детонационных наноалмазов, оксида алюминия и угле-родными нанотрубками методом ударно-волнового компактирования. Методы исследования – анализ научно-технической и патентной литературы по объ-екту исследования, разработка специализированного оборудования для получения лабора-торных образцов композитов методом ударно-волнового компактирования, эксперименталь-ное исследование физико-химических характеристик компонентной базы и параметров син-теза металломатричных композитов и их свойств, физико-математическое моделирование динамики изменения физикомеханических свойств продукта. Основные результаты: 1. Проведен аналитический обзор литературных данных по методам синтеза компози-ционных материалов на основе алюминия и исследований механизмов взаимодействия раз-личного типа наночастиц с материалами матрицы. Подготовлен аналитический обзор и тех-ническая справка по компонентному составу и свойствам исходного материала. 2. Проведены патентные исследования по способам получения легких металломат-ричных нанокомпозитов, их компонентной базы, в том числе и порошков алюминия, углерода в виде детонационных алмазов, оксида алюминия и углеродных нанотрубок. В виде приложения представлен отчет о патентных исследованиях (Приложение А). Полученные при выполнении НИР новые технические решения оформлены в виде заявки на получение патента РФ на изобретение. 3. Проведены и обоснованы направления исследований; приведен план теоретических и экспериментальных исследований. Определены базовые композиции материалов для реализации оптимальных характеристик продукта с точки зрения отношения механической прочности материала к его плотности для параметров синтеза композиционных материалов методом УВ компактирования. Разработано комплексное оборудование для получение лабораторных образцов металломатричных нанокомпозитов методом ударно-волнового компактирования. 4. Отработана методика и технология механактивации смеси порошков для синтеза композиционных материалов; определены оптимальные параметры процесса. Получены ла-бораторные образцы композиционных материалов, синтезированные методом УВ компакти-рования с содержанием наночастиц упрочнителя от 0.1 до 10 вес.%. Приведены данные экс-периментальных исследований, в том числе: результаты по мехактивации порошков и синтезу композитов; параметрический анализ результатов исследования влияния размера частиц алюминия и процентного содержания наночастиц упрочнителя на процесс получения композитов. 5. Получены результаты экспериментальных исследований структуры и фазового со-става порошков алюминия, углерода в виде детонационных алмазов, оксида алюминия и углеродных нанотрубок, а также данные о параметрах кристаллической решетки, размерах кристаллитов, величины микроискажений кристаллической решетки и среднем размере ча-стиц в исследуемых порошках. 6. Проведен рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ синтезированных ком-позитов; получены данные о параметрах тонкой кристаллической структуры, объемном со-держании фаз, размере областей когерентного рассеяния, микродисторсии кристаллической решетки в синтезированных композиционных материалах в зависимости от параметров их получения и состава исходных смесей. Выполнены измерения плотности образцов и расчет среднего размера зерна в материалах. 7. Определены основные механические свойства композитов – предел прочности, твердость и модуль упругости материала в зависимости от параметров их получения и состава исходных смесей. В частности, проведены механических испытаний композиционных материалов на основе алюминия, упрочненных частицами углерода в виде детонационных алмазов, оксида алюминия и углеродными нанотрубками. 8. Представлены результаты исследования процессов деформации и разрушения по-лученных материалов на микро, мезо и макро уровнях, их прочностных свойств и стабильности; данные о деформационном поведении композитов при испытаниях на сжатие и трехточечный изгиб; приведена количественная оценка различных механизмов упрочнения на механические свойства композиционных материалов. Выполнено сравнение полученных результатов с имеющимися данными других исследователей. 9. Проведено обобщение полученных результатов и дана оценка эффективности про-дукта в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Разработаны рекомендации по использованию результатов НИР в научно- образова-тельной деятельности. 
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201456967 Дата регистрации ИК: 2014-04-14
Заказчик
Министерство образования и науки Российской Федерации, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы», Мероприятие 1.3.1. Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук, Соглашение 14.В37.21.1559 от 01.10. 2012; 2012-1.3.1-12-000-4002-003
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
53.37.29 ( МЕТАЛЛУРГИЯ. Производство цветных металлов и сплавов. Производство легких металлов и сплавов. )
55.09.43 ( МАШИНОСТРОЕНИЕ. Машиностроительные материалы. Композиционные материалы. )
53.49.07 ( МЕТАЛЛУРГИЯ. Металловедение. Физические свойства металлов и сплавов. )
669.7.018.672; 700965 14.В37.21.1559 14.В37.21.1559
Ключевые слова
МЕТАЛЛОМАТРИЧНЫЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ, ЛЕГКИЕ НАНОКОМПОЗИТЫ, УДАРНО-ВОЛНОВОЙ СИНТЕЗ, МНОГОСЛОЙНЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99