автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Получение термостойкого кермета Al2O3-Al реакционным спеканием

На правах рукописи

Ситников Алексей Игоревич

ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРМОСТОЙКОГО КЕРМЕТА А1203 - А1 РЕАКЦИОННЫМ СПЕКАНИЕМ

Специальность: 05.16.06 - «Порошковая металлургия и композиционные

материалы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение и технология обработки материалов» «МАТИ» - Российского Государственного Технологического Университета им. К.Э. Циолковского.

Научный руководитель: - кандидат технических наук, доцент

Иванов Дмитрий Алексеевич

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Защита диссертации состоится 16 июня 2005 года в 1530 на заседании диссертационного Совета Д 212.110.04 по присуждению ученой степени доктора технических наук в области металловедения и термической обработки металлов, порошковой металлургии и композиционных материалов, материаловедения (в машиностроении) в «МАТИ» -Российском Государственном Технологическом Университете им. К.Э. Циолковского по адресу: Москва, ул. Оршанская, 3, «МАТИ»-РГТУ им. К.Э Циолковского ауд. 220А. Отзыв на автореферат в одном экземпляре (заверенный печатью) просим направлять по адресу: 121552, Москва, ул Оршанская, 3, «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Университета. Автореферат разослан 16 мая 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного Совета

Шляпин Анатолий Дмитриевич (МГИУ) - кандидат технических наук, доцент Лопатин Владимир Юрьевич (МГИСиС)

Ведущее предприятие: - Институт фихико-химических проблем

керамических материалов РАН

доцент, кандидат технических наук

ш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Разработка керметов с различными фазовыми составами и типами структур позволяет получать новые композиционные материалы с комплексом свойств, делающим перспективным их применение в различных областях техники. Интерес к кермету АЬОз-А! вызван тем, что в нем может быть достигнуто сочетание высокой твердости, прочности, огнеупорности, свойственной оксиду алюминия, с пластичностью и теплопроводностью, характерной для алюминия. Такой кермет, имея относительно невысокую плотность, может обладать достаточно высокой трещиностойкостью, ударной вязкостью и стойкостью к усталостному разрушению. Следует отметить, что потенциальным положительным свойством данного кермета является его высокая термостойкость благодаря присутствию весьма теплопроводной металлической составляющей. Поэтому он может быть также перспективен для использования в качестве некоторых элементов конструкций высокотемпературной техники, эксплуатируемых в воздушной среде в условиях воздействия термических напряжений.

Керметы в настоящее время полумают различными методами. В основном, эти методы достаточно сложны и требуют специального дорогостоящего оборудования. Судя по отдельным публикациям, перспективным и весьма экономичным способом получения керметов А^Оз-А1 может явиться реакционное спекание заготовок из алюминиевого порошка. Однако, в связи с отсутствием сведений, требующихся для практической реализации данного способа, актуальным является исследование и разработка технологического процесса получения кермета А1гОз-А1 реакционным спеканием.

Для оценки ресурса изделий, работающих в условиях термического нагружения, весьма актуальной является и разработка новой методики определения стойкости к термоудару, позволяющей с привлечением

критериев механики разрушения давать количественное выражение сопротивления структуры материала инициированию и развитию трещин вследствие термического удара. Все существующие в настоящее время методики определения термостойкости не позволяют в полной мере проводить такую оценку.

Цель работы состояла в исследовании процесса реакционного спекания алюминиевого порошка и разработка на этой основе эффективной технологии получения кермета А120з-А1, сочетающего прочность и термостойкость с малой плотностью.

Для достижения цели в работе необходимо было решить следующие задачи:

1. Экспериментально обосновать принципиальную технологическую схему и определить допустимые значения параметров технологических операций получения кермета А120з-А1.

2. Изучить химические процессы, происходящие при реакционном спекании кермета А1гОз-А1 и установить роль воздушной среды в его получении.

3. Изучить влияние основных параметров процесса получения кермета на его структуру и фазовый состав, термостойкость, механические свойства.

4. Разработать новую методику определения термостойкости, позволяющую давать количественную оценку сопротивления структуры материала инициированию и развитию разрушения вследствие воздействия термических напряжений.

Научная новизна:

1. Установлено, что реакционное спекание порошковых заготовок, изготовленных из алюминиевого порошка с пластинчатой формой частиц без добавки и с добавкой порошка натрий-силикатного стекла, обеспечивается за счет тепла экзотермической реакции горения алюминия на воздухе. В случае использования добавки натрий-силикатного стекла дополнительное тепловыделение достигается вследствие реакции термитного типа. Реакция горения начинается при

температуре 550°С. Максимальная яркостная температура поверхности образцов достигает ~1500°С (без добавки стекла) и ~1800°С (с добавкой стекла).

2. Обнаружено, что благодаря защитному действию продуктов реакции горения, препятствующих постоянному притоку атмосферного воздуха внутрь объема спекаемого образца, возможно сохранение непрореагировавшего алюминия в спеченном материале (до 60%об).

3. Установлено, что сохранение геометрической формы изделия на начальной стадии спекания при нагреве выше температуры плавления алюминия обусловлено наличием поверхностных алюмооксидных пленок. Прочность этих пленок оказывается достаточно для того, чтобы выдержать возникающие внутренние напряжения при образовании алюминиевого расплава.

4. Обнаружено, что высокая термостойкость кермета А120з-А1 при термоциклировании в режиме - выдержка при 850-900°С - охлаждение водой, обеспечивается наличием в при этих температурах металлической составляющей в виде расплава, удерживающегося в алюмооксидном каркасе.

5. Для оценки стойкости кермета к термоудару, с привлечением критериев механики разрушения, предложены новые характеристики, которые позволяют получить количественную оценку сопротивления структуры материала инициированию термических трещин, а после заданного количества термоциклов - их развитию.

Практическая значимость.

1. Разработана принципиальная технологическая схема получения кермета АЬОз-А!, основанная на реакционном спекании и обеспечивающая экономичное получение изделий различного назначения.

2. Определены оптимальные значения параметров технологических операций, позволяющие получать кермет А120з~А1 с широким диапазоном свойств для использования в качестве износостойких изделий, абразивного инструмента, а также элементов конструкций

высокотемпературных агрегатов, работающих в условиях воздействия термических напряжений.

3. Разработан кермет А1203-А1, обладающий повышенной термостойкостью при неравномерном нагреве-охлаждении в температурной области выше температуры плавления алюминия.

4. Разработанный кермет А1203-А1 прошел испытания в 3-х организациях. По результатам испытаний получены заключения о целесообразности использования разработанного материала в производстве изделий различного назначения.

Апробация работы. Материалы работы доложены на 8 научно-технических конференциях- Всероссийская научно-техническая конференция (Россия, г. Москва, 1998); Международная молодежная научная конференция "XXVI Гагаринские чтения" (Россия, г. Москва, 2000-2002); Международная научно-техническая конференция "Новые материалы и технологии на рубеже веков" (Россия, г. Пенза, 2000); Всероссийская научно-техническая конференция "Материалы и технологии XXI века" (Россия, г. Пенза, 2001); Всероссийская научно-техническая конференция «Быстрозакаленные материалы и покрытия» (Россия, г. Москва, 2002); Международная научно-практическая конференция «Наука и технология силикатных материалов -настоящее и будущее» (Россия, г. Москва, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, получено 2 патента РФ. Список основных публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов по работе, списка литературы из 128 наименований и приложения. Изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка и 11 таблиц.

Глава 1. Состояние вопроса.

На основе обзора литературных данных проанализированы основные методы получения кермета А1203-А1: многостадийная технология, базирующаяся на обработке давлением порошковых алюминиевых заготовок (материал САП); пропитка пористого алюмооксидного каркаса расплавом

алюминия; жидкая штамповка алюминиевого расплава, содержащего включения алюмооксидной фазы; направленная реакционная пропитка (Lanxide process); фильтрационный синтез (метод СВС). Каждый из описанных технологических приемов имеет свои преимущества и недостатки Сделан вывод о перспективности фильтрационного синтеза алюмооксидной фазы в объеме пористого порошкового брикета, как наиболее экономичного и позволяющего добиваться различного сочетания фаз.

Показана актуальность исследования разрушения керметов при термическом нагружении и рассмотрены известные методики определения термостойкости. Перспективным направлением в разработке новых методик определения термостойкости является испытание образцов простой геометрической формы, содержащих заранее созданный концентратор напряжений (трещину, надрез) заданной длинны. После термоудара таких образцов становится возможным расчет параметров, характеризующих сопротивление структуры материала инициированию и росту трещин из данного концентратора.

На основании анализа литературных данных поставлена цель работы и сформулированы задачи исследований.

Глава 2. Исходные материалы и методики исследования.

Для получения кермета А120з-А1 в качестве исходных материалов использовали алюминиевый порошок марки ПАП-2 (ГОСТ 5494-95) с пластинчатой формой частиц (10-100 мкм - длина, 5-50 мкм - ширина, 0,5-1 мкм - толщина), тонкомолотый порошок натрий-силикатного стекла (размеры частиц 10-50 мкм), поливиниловый спирт (ГОСТ 10779-78).

Плотность, пористость, относительную линейную усадку определяли стандартными методами. Предел прочности при изгибе определяли по 3-х точечной схеме нагружения на образцах 7x7x70 мм, критический коэффициент интенсивности напряжений (К|С) - по той же схеме нагружения на образцах 8x10x50мм с боковым надрезом длиной 0,5 от высоты и радиусом кривизны вершины 5 мкм. Твердость по Бринеллю измеряли путем вдавливания шарового индентора диаметром 2,5 мм нагрузкой 306,5 Н с временем выдержки под нагрузкой 10 с, ударную вязкость - на маятниковом

копре в результате испытания стандартных образцов с V - образным надрезом. Термостойкость (наряду с новой разработанной методикой, см. гл. 5) оценивали по принятым методикам: по количеству термоциклов до появления первой видимой трещины и до разрушения, по относительной остаточной прочности образцов после термоциклирования. Кроме того, строили диаграммы S-a и S-aT (S - вероятность разрушения, а и ст -разрушающее напряжение до и после однократного термоцикла).

Рентгенофазовый анализ образцов проводили на установке ДРОН-3. Съемку дифрактограмм вели на CuKa фильтрованном излучении (фильтр -никелевый) при напряжении на трубке 30 кВ и силе тока 20 мА. Локальный рентгеноспектральный анализ проводили с использованием микроанализатора Stereoscan S4-10. Электронномикроскопический анализ - на растровом электронном микроскопе Hitachi - F405A. Оптический микроскопический анализ - на микроскопе Neophot 30 в отраженном поляризованном свете с поверхности шлифов.

Глава 3. Исследование процесса получения кермета А1203-А1 реакционным спеканием.

Получение кермета A12Oj-A1 основывается на реакционном спекании алюминиевых порошковых заготовок. Для его получения применяли принципиальную технологическую схему, представленную на рис. 1.

После ряда подготовительных операций (1-5) порошок ПАП-2 прессовали при давлении 100-150 МПа. Полученные порошковые алюминиевые заготовки подвергали реакционному спеканию, являющемуся определяющей операцией разработанного технологического процесса. Для этого их помещали в муфельную печь и нагревали на воздухе до температуры 800-900°С со скоростью 30-50°С/мин с последующей изотермической выдержкой 10-40 мин.

Рис 1. Схема изготовления образцов кермета состава AI2O3-AI.

Характерные температурные режимы реакционного спекания порошковых алюминиевых заготовок (образцы типа А) и заготовок с добавкой натрий-силикатного стекла (образцы типа A„s) приведены на рис.2.

Добавку натрий-силикатного стекла вводили для увеличения тепловыделения вследствие реакции термитного типа. Установлено, что при нагреве образцов А и Ans до 550°С инициируется экзотермическая реакция горения алюминия. Максимальная яркостная температура поверхности образцов составляла ~1500"С (Т,тах). В реакции горения участвует кислород воздуха вокруг образца, а также содержащийся в его поровом пространстве. При расходовании кислорода из порового пространства создается некоторый перепад давления между омывающим воздухом и содержащимся в его объеме. Это служит причиной притока воздуха внутрь образца до тех пор, пока в его порах и по его поверхности не образуется достаточного

Время, мин.

Рис 2. Температурный режим реакционного спекания образцов типа А (а) и Ат (б). 1 - кривая изменения температуры в печном пространстве, построенная по показаниям термопары (VM=3(f С/мин - скорость нагрева до tmajJ. 2 - кривая изменения температуры поверхности образца, построенная по показаниям пирометра (Т/тах, Timax - два температурных максимума), г¡.2 и точки К*, К?-см. по тексту.

количества алюмооксидной фазы, снижающей проницаемость для газообразного компонента реакции. Тогда наблюдается затухание реакции горения алюминия и понижение яркостной температуры поверхности образца. Для образца А она снижается и выравнивается с температурой в печном пространстве (точка К'). Для образца A„s ее снижение определяется временным интервалом Т|.2, в течение которого частицы стекла растекаются по поверхности алюмооксидных пленок алюминиевых частиц и растворяют эти пленки. В этот момент инициируется реакция термитного типа. Максимальная яркостная температура образца Ans составляла ~1800°С (Т2тал). По завершении реакции она постепенно уменьшается и выравнивается с температурой в печном пространстве (точка К"). При этом,

в порах образца накапливаются преимущественно продукты реакции термитного типа. В течение всего времени протекания этой реакции визуально наблюдается газовыделение из образца, по окончании которого по всей его поверхности фиксируется тонкий, плотный, мелкокристаллический каркас состава сс-А120з.

Методом конденсации на кварцевую подложку выделяющихся газообразных веществ и последующим рентгенофазовым анализом конденсата (продуктов реакции между выделяющимися газообразными веществами и подложкой) установлено, что продуктами газовыделения являются пары алюминия и оксида натрия. На основании этого предложена следующая последовательность газотранспортных реакций, обеспечивающих образование мелкокристаллического каркаса а-А1203 на поверхности образца Ans:

А.1(расплав)-^ А1(пар) (1)

По реакции (1) в поровом пространстве образца образуются пары алюминия, которые вследствие температурного градиента переносятся из его объема к поверхности и далее в печное пространство. Поровое пространство вблизи поверхности образца создает определенное сопротивление прохождению пара алюминия и задерживает его в поверхностном слое (т.е. имеет место частичная адсорбция паров AI поверхностью). Одновременно с этим происходит испарение Na20, содержащегося в составе натрий-силикатного стекла, с образованием промежуточного неустойчивого пероксидного комплекса (реакция 2). Он, разлагаясь по реакции (3), служит источником чрезвычайно реакционно-активного атомарного кислорода. Атомарный кислород диффундирует к поверхности образца и взаимодействует с адсорбированными на ней атомами парообразного алюминия по реакции (4).

Установлено также, что при реакционном спекании образцов Ans имеют место также реакции силикатообразования между оксидами,

2Na20(nap)+02=2[Na202] (пар) [Na202]*(nap)->Na20(nap)+0' А1(пар)+ 0'->а-А1203(тв)

(2)

(3)

(4)

Для изучения роли атмосферного воздуха в процессе реакционного спекания исключали непосредственный контакт образца с воздухом путем его помещения в тигель под засыпку из мелкодисперсного алюмооксидного порошка. В условиях эксперимента воздух в некотором количестве оставался в порах спекаемого образца и в поровом пространстве засыпки. Основная роль засыпки сводилась к исключению притока воздуха внутрь объема образца. Термообрабатывали образцы А и A„s (1% об стекла), температура в печи - 900 С, время изотермичекой выдержки - 20 мин. Образец А деформировался под давлением слоя засыпки. Рентгенофазовый анализ порошковой пробы, приготовленной из образца, показал наличие следующих фаз (% об): Al (27%), а-А1203 (3%), A1N (65%), A10N (5%). Образец Ans разрушился на фрагменты. В поровом пространстве порошковой засыпки обнаружено белое кристаллическое вещество NaAI02 (по данным РФА), образовавшееся в результате парофазного взаимодействия оксида натрия и алюминия, выделяющихся из образца. РФА порошковой пробы, приготовленной из фрагмента образца, показал наличие следующих фаз (% об): А1(23%), а-А1203 (4%), A1N (26%), AlON (38%), Na2Ca2(Si03)2 (5%), Si (3%), Si02 (кварц) (!%)• Разрушение образца связано с синтезом сложного силиката, протекающего со значительным увеличением объема. Анализ данных показывает, что в отсутствии притока атмосферного воздуха (по сравнению с реакционным спеканием на воздухе (фазовый состав образцов А и АП5см. в табл.1) для образцов обоих типов имеет место существенное снижение количества алюмооксидной фазы в связи с подавлением реакции горения алюминия. По этой же причине по поверхности образцов не формируются кристаллические алюмооксидные каркасы (в случае образца Ans невозможно протекание реакций 1-4). Наблюдается уменьшение содержания непрореагировавшего алюминия вследствие весьма активного синтеза A1N и A10N. Их образование

Na20(nap)+Si02=Na2Si03 Na20(nap)+Mg0+Si02=Na2MgSi04 Са0+А1203+ Si02=CaAl2Si06

(5)

(6) (7)

в порах образца накапливаются преимущественно продукты реакции термитного типа. В течение всего времени протекания этой реакции визуально наблюдается газовыделение из образца, по окончании которого по всей его поверхности фиксируется тонкий, плотный, мелкокристаллический каркас состава а-А1203.

Методом конденсации на кварцевую подложку выделяющихся газообразных веществ и последующим рентгенофазовым анализом конденсата (продуктов реакции между выделяющимися газообразными веществами и подложкой) установлено, что продуктами газовыделения являются пары алюминия и оксида натрия. На основании этого предложена следующая последовательность газотранспортных реакций, обеспечивающих образование мелкокристаллического каркаса а-АЬОз на поверхности образца Ans:

А1(расплав) ^ Alf [и1р)

(1)

По реакции (1) в поровом пространстве образца образуются пары алюминия, которые вследствие температурного градиента переносятся из его объема к поверхности и далее в печное пространство. Поровое пространство вблизи поверхности образца создает определенное сопротивление прохождению пара алюминия и задерживает его в поверхностном слое (т.е. имеет место частичная адсорбция паров А1 поверхностью). Одновременно с этим происходит испарение Ыа20, содержащегося в составе натрий-силикатного стекла, с образованием промежуточного неустойчивого пероксидного комплекса (реакция 2). Он, разлагаясь по реакции (3), служит источником чрезвычайно реакционно-активного атомарного кислорода. Атомарный кислород диффундирует к поверхности образца и взаимодействует с адсорбированными на ней атомами парообразного алюминия по реакции (4).

Установлено также, что при реакционном спекании образцов Ап5 имеют место также реакции силикатообразования между оксидами,

2Na20(nap)+02=2[Na202] (пар) [Na202]*(nap)-»Na20(nap)+0" А1(„ап>+ О"

'(пар)'

'г^зо-в)

(2)

(3)

(4)

Для изучения роли атмосферного воздуха в процессе реакционного спекания исключали непосредственный контакт образца с воздухом путем его помещения в тигель под засыпку из мелкодисперсного алюмооксидного порошка. В условиях эксперимента воздух в некотором количестве оставался в порах спекаемого образца и в поровом пространстве засыпки. Основная роль засыпки сводилась к исключению притока воздуха внутрь объема образца. Термообрабатывали образцы А и Ans (1% об стекла), температура в печи - 900°С, время изотермичекой выдержки - 20 мин. Образец А деформировался под давлением слоя засыпки. Рентгенофазовый анализ порошковой пробы, приготовленной из образца, показал наличие следующих фаз (% об): AI (27%), а-А1203 (3%), A1N (65%), A10N (5%). Образец Ans разрушился на фрагменты. В поровом пространстве порошковой засыпки обнаружено белое кристаллическое вещество NaA102 (по данным РФА), образовавшееся в результате парофазного взаимодействия оксида натрия и алюминия, выделяющихся из образца. РФА порошковой пробы, приготовленной из фрагмента образца, показал наличие следующих фаз (% об): А1(23%), а-А1203 (4%), A1N (26%), AlON (38%), Na2Ca2(Si03)2 (5%), Si (3%), Si02 (кварц) Разрушение образца связано с синтезом сложного силиката, протекающего со значительным увеличением объема. Анализ данных показывает, что в отсутствии притока атмосферного воздуха (по сравнению с реакционным спеканием на воздухе (фазовый состав образцов А и Апзсм. в табл.1) для образцов обоих типов имеет место существенное снижение количества алюмооксидной фазы в связи с подавлением реакции горения алюминия. По этой же причине по поверхности образцов не формируются кристаллические алюмооксидные каркасы (в случае образца Ans невозможно протекание реакций 1-4). Наблюдается уменьшение содержания непрореагировавшего алюминия вследствие весьма активного синтеза A1N и A10N. Их образование

Na20(nap)+Si02=Na2Si03 Na20(„ap)+Mg0+Si02=Na2MgSi04 Са0+А1203+ Si02=CaAl2Si06

(5)

(6) (7)

происходит благодаря реакции алюминия с азотом, адсорбированным частицами порошка ПАП-2 на стадии помола в среде N2. Источником кислорода для образования A10N (в случае образца А) является воздух в поровом пространстве образца и засыпки, а в случае образца Ans, помимо указанного, Na20(nap). При реакционном спекании образцов А и A„s на воздухе имеет место образование, в основном, алюмооксидной фазы и незначительного количества A1N вследствие большего химического сродства алюминия к кислороду, чем к азоту.

Глава 4. Изучение свойств кермета А12Оз-А1

В главе 4 изучали влияние основных параметров процесса получения кермета А120з~А1 на его структуру и фазовый состав, термостойкость, механические свойства.

Разработанный кермет характеризуется слоистым строением и может быть отнесен к классу слоистых композитов. Виды структур образцов А и Ап„ в основном, совпадают (на рис.3 показана структура образца A„s).

а хЗОО б х2800

Рис 3 Вид поверхности излома кермета типа A„s (tmax=80(f С, тв=20 мин, V=l% об) а - гранулы (1), поры (2), пластинчатые частицы алюминия с поверхностной алюмооксидной фазой (3), мелкокристаллический алюмо-оксидный каркас (4); б - алюмооксидные кристаллы (5) в поверхностном каркасе (4).

Слоистое строение кермета обеспечивается за счет спекания пластинчатых алюминиевых частиц (3), образующих гранулы (1), по поверхностной алюмооксидной фазе. В структуре имеются поры (2), образованные из-за неплотной укладки гранул при прессовании, и сохранившиеся после спекания. По поверхности образцов A„s формируется плотный, мелкокристаллический (размеры кристаллов 0,1-5 мкм) алюмооксидный каркас (4) (толщина - 15-50 мкм) благодаря газотранспортным реакциям (1)-(4). Алюмооксидные кристаллы (5) представлены фазой а-А120з (проба п, табл.1). По поверхности образцов А (полученных при tmax-900°C и тв-20 мин) образуется каркас (толщина 100150 мкм) из алюмооксидных кристаллов (3-7 мкм) фазового состава а-А1203 - 98%, у-А1203 - 2% (проба а, табл.1) вследствие интенсивного окисления алюминия при воздействии кислорода воздуха. Анализ результатов фазового состава образцов кермета А и Ans по слоям (табл.1) указывает на постепенное увеличение соотношения основных фаз (А1/А1203) от поверхностного структурного слоя (а) к внутренним структурным слоям (в, с) вследствие снижения проницаемости для атмосферного воздуха порового пространства спекаемых образцов от поверхности внутрь их объема. Это позволяет отнести разработанный кермет к классу материалов с градиентной структурой. Из результатов усредненного фазового состава (у) видно, что при выбранных режимах спекания имеет место количественное превалирование металлической составляющей (AI - 54-61%) над керамической (остальное), обеспечивающее сохранение пластичности материала.

Механические свойства кермета при комнатной температуре изучали, в зависимости от следующих параметров технологических операций: максимальной температуры в печи - tmax , времени изотермической выдержки - т„ и объемной доли натрий-силикатного стекла - V.

Как правило, механические свойства порошкового материала в значительной степени определяются его плотностью. Поэтому в работе изучено влияние параметров технологического процесса и на уплотнение заготовок.

происходит благодаря реакции алюминия с азотом, адсорбированным частицами порошка ПАП-2 на стадии помола в среде N2. Источником кислорода для образования A10N (в случае образца А) является воздух в поровом пространстве образца и засыпки, а в случае образца Ans, помимо указанного, Na20(nap). При реакционном спекании образцов А и Ans на воздухе имеет место образование, в основном, алюмооксидной фазы и незначительного количества A1N вследствие большего химического сродства алюминия к кислороду, чем к азоту.

Глава 4. Изучение свойств кермета AI2O3-AI.

В главе 4 изучали влияние основных параметров процесса получения кермета AI2O3-AI на его структуру и фазовый состав, термостойкость, механические свойства.

Разработанный кермет характеризуется слоистым строением и может быть отнесен к классу слоистых композитов. Виды структур образцов А и A„s, в основном, совпадают (на рис.3 показана структура образца А„).

а хЗОО б х2800

Рис 3. Вид поверхности излома кермета типа Ап! (1тах=80СРС, тв=20 мин, У=1% об) а - гранулы (1), поры (2), пластинчатые частицы алюминия с поверхностной алюмооксидной фазой (3), мелкокристаллический алюмо-оксидный каркас (4); б - алюмооксидные кристаллы (5) в поверхностном каркасе (4).

Слоистое строение кермета обеспечивается за счет спекания пластинчатых алюминиевых частиц (3), образующих гранулы (1), по поверхностной алюмооксидной фазе. В структуре имеются поры (2), образованные из-за неплотной укладки гранул при прессовании, и сохранившиеся после спекания. По поверхности образцов Ans формируется плотный, мелкокристаллический (размеры кристаллов 0,1-5 мкм) алюмооксидный каркас (4) (толщина - 15-50 мкм) благодаря газотранспортным реакциям (1)-(4). Алюмооксидные кристаллы (5) представлены фазой а-А1203 (проба п, табл.1). По поверхности образцов А (полученных при tmax-900°C и тв-20 мин) образуется каркас (толщина 100150 мкм) из алюмооксидных кристаллов (3-7 мкм) фазового состава а-А120з - 98%, у-А1203 - 2% (проба а, табл.1) вследствие интенсивного окисления алюминия при воздействии кислорода воздуха. Анализ результатов фазового состава образцов кермета А и Апь по слоям (табл.1) указывает на постепенное увеличение соотношения основных фаз (А1/А1203) от поверхностного структурного слоя (а) к внутренним структурным слоям (в, с) вследствие снижения проницаемости для атмосферного воздуха порового пространства спекаемых образцов от поверхности внутрь их объема. Это позволяет отнести разработанный кермет к классу материалов с градиентной структурой. Из результатов усредненного фазового состава (у) видно, что при выбранных режимах спекания имеет место количественное превалирование металлической составляющей (AI - 54-61%) над керамической (остальное), обеспечивающее сохранение пластичности материала.

Механические свойства кермета при комнатной температуре изучали, в зависимости от следующих параметров технологических операций: максимальной температуры в печи - tmax , времени изотермической выдержки - т„ и объемной доли натрий-силикатного стекла - V.

Как правило, механические свойства порошкового материала в значительной степени определяются его плотностью. Поэтому в работе изучено влияние параметров технологического процесса и на уплотнение заготовок.

Таблица 1

Фазовый состав керметных материалов.

Тип кермета Шифр анализ, пробы Содержание кристаллических фаз, %об.

Al а-А1203 у-А1203 в-А120з А120з'ЗН20 Si A1N Na2Si03 Na2MgSi02 CaAl2Si06

А<800.20) У 61 10 20 8 1 _ _ — _ _

Ans(»00,20) У 54 34 4 2 2 2 1 i _

А<800,20) а 18 20 45 17 _ _ _ _ _ _

с 91 2 4 1 1 _ 1 - _ _

А„5(800Д0) а 46 45 3.5 2 _ 1 _ 2,5 _ _

в 63 27 6 _ _ 2 _ _ 1.5 0.5

с 85 3 4.5 _ _ 4 3.5 _ _

А(900,20) а _ 98 2 _ _ _ _ _ _ _

А|в(ИЮ,20) п _ 100 _ — _ _ _ _ _ _

Керметы типа Ат и А получены спеканием порошковой алюминиевой заготовки, содержащей добавку натрий-силикатного стекла (V=I%o6), и без таковой добавки соответственно. Нижние индексы у керметов типа А и А„ обозначают заданную максимальную температуру в печи (tmaJ и время изотермической выдержки (tJ при í^ у —усредненный фазовый состав; а, в, с -фазовый состав по слоям материала, п - фазовый состав кристаллического каркаса, образовавшегося на поверхности образца в результате реакционного спекания. Прочерк ( - ) обозначает отсутствие данной кристаллической фазы

Установлено монотонное увеличение плотности образцов типа А (от 2,0 до 2,3 г/см3) с ростом tmax от 600 до 900°С, что обусловлено увеличением их массы с одновременным уменьшением размеров и объясняется повышением газопроницаемости спекаемых порошковых заготовок по мере увеличения tmax, что приводит к возрастанию интенсивности реакции окисления.

Аналогично плотности изменяется от tm« и предел прочности при изгибе (от 30 до 90 МПа), а также твердость по Бринеллю (от 16 до 25 HB). Трещиностойкость и ударная вязкость имеют максимум при температуре W 800°С (соответственно 4,6 МПам"2 и 9,8-Ю3 Дж/м2). По-видимому, именно эта температура обеспечивает наилучшее сочетание достаточно прочного припекания порошковых частиц по алюмооксидной фазе при сохранении значительного количества неокисленного алюминия, придающего пластичность спеченным образцам. Следует отметить, что достигнутое максимальное значение ударной вязкости в два раза превосходит значения, полученные на гладких образцах (без надреза) для плотноспеченной алюмооксидной керамики.

Введение в алюминиевый порошок добавок стекла (образцы типа Ans) значительно изменяет зависимости полученные для образцов типа А, что обусловлено многообразием химических процессов с участием стекла.

Зависимость плотности спеченного материала типа Ans (содержание стекла - 1%, временя выдержки 20 мин.) от tmax в отличие от образцов типа А имеет максимум при traax=800°C. Данная температура обеспечивает необходимую газопроницаемость образцов, высокую интенсивность образования алюмооксидной фазы по реакциям горения и термитного типа и ее накопление в поровом пространстве. Высокая плотность сопровождается формированием тонкого, плотного, мелкокристаллического алюмооксидного каркаса благодаря газотранспортным реакциям (5) и (7). При повышении температуры tmax, а также количества стекла, наблюдается снижение плотности образцов вследствие сильного разогрева и начала процесса синтеза в их объеме сложных силикатов. Данные силикаты образуются с увеличением массы и объема, что приводит к разрыхлению структуры образцов.

1 г

Как и в случае образцов тип А, механические свойства образцов типа Ans определяются их плотностью. Так, при tmax=800°C (содержание стекла V=l%o6 и время выдержки т„=20 мин.) наблюдается максимум плотности материала. При этой же температуре имеет место максимальное значение предела прочности при изгибе (стизг= 120 МПа) и трещиностойкости (К,с=3,6 МПа-м"2).

Максимальное значение число твердости по Бринеллю (31 HB) также соответствует объемной доле стекла, равной 1%об. (при оптимальной температуре tmax=800°C и т„=20 мин).

В целом, свойства материала в значительной степени зависят от содержания алюмооксидной фазы, которое регулируется параметрами технологического процесса. Свойства разработанного кермета А1203-А1 можно варьировать в следующих пределах: Плотность - р = 1,8 н- 2,3 г/см3

Открытая пористость - По™ = 30 -И 5 %об.

Предел прочности при изгибе - аизг = 20 + 120 МПа Трещиностойкость - К^ = 2,5 н- 4,6 МПа м"2

Ударная вязкость - KCV = (3,5 - 9,8)-103 Дж/м2

Твердость по Бринеллю - HB = 16 + 31,

Термостойкость оценивали по общепринятым методикам, а также с использованием характеристик термостойкости, предложенных в рамках новой разработанной методики. Все показатели термостойкости образцов А и Ans приведены в сравнении с таковыми для кермета A^Oj-Cfyo^) -(образцы А„). Образцы А содержали 61% об AI, а Ans - 54% об AI. Оценка термостойкости на цилиндрических образцах (диаметр - 30 мм, высота - 10 мм) по количеству термоциклов в режиме: выдержка при 900 С, охлаждение в воде (15-20°С) до появления первых видимых трещин (N|) и до разрушения (N2) показала следующие результаты: для образцов А и Ans N,>20 (т.е. 20 термоциклов не приводили к образованию на поверхности образцов трещин, испытания при Ni=20 прекращали и N2 не определяли). Для образцов Асг Ni=7-12, N2=25-30. Относительная потеря прочности после одного термоцикла 850°С - вода (1-2°С) составила: А-5%, Ans-7%, Асг-25%.

Характеристики термостойкости керметов по новой разработанной методике «локального термоудара» представлены в главе 5.

Повышенная термостойкость разработанного кермета А1203-А1 объясняется возможностью релаксации напряжений по границе АЬОз^крдос)-А1(р„сплав) при неравномерном нагреве-охлаждении в температурной области выше температуры плавления алюминия.

Разработанный кермет А120з-А1 прошел испытания в 3-х организациях. По результатам испытаний получены заключения о целесообразности использования разработанного материала в производстве изделий различного назначения.

Глава 5. Разработка новой методики оценки стойкости к термоудару.

В работе предложено подвергать термоудару призматические образцы со специальным надрезом, моделирующим трещину (обязательное условие -отсутствие наведенных дефектов при вершине надреза от воздействия режущего инструмента), путем подачи струи хладагента (вода, воздух) в вершину надреза нагретого образца. Для этого был отработан способ получения образцов со специальным - сложнопрофильным надрезом, разработано устройство для термоциклирования таких образцов, а также предложены новые характеристики термостойкости: ои,т/с (относительные единицы) - нечувствительность структуры материала к дефектам (термическим трещинам), образовавшимся у вершины надреза после термоудара; ст"/стн,т (относительные единицы) - степень накопления дефектов у вершины надреза после термоудара; (1-КТ|С/К|С)-100, % -относительная потеря трещиностойкости материала после термоудара (где ст - предел прочности при изгибе образца без надреза, стн - предел прочности при изгибе образца с надрезом, ст"'т - предел прочности при изгибе образца с надрезом после термоудара, К!с и Кт!с - критические коэффициенты интенсивности напряжений образцов до и после термоудара соответственно). Они позволяют оценивать сопротивление структуры материала инициированию и развитию термических трещин.

Надрез получали в процессе прессования шихты в пресс-форме, нижний пуансон которой содержит вертикально закрепленное стальное

лезвие (толщина-0,1 мм, угол заточки-14°). После распрессовки образец содержит надрез, вершина которого повторяет конфигурацию режущей кромки лезвия. После завершения усадки, например, в спеченном алюмооксидном образце, радиус кривизны вершины надреза составлял 5-8 мкм, а в области при его вершине отсутствуют дефекты вследствие исключения воздействия режущего инструмента на спеченный материал. Разработано устройство для термоциклирования образцов. Его применение позволило добиваться высокой воспроизводимости условий теплоотвода от образца к образцу в пределах любой испытуемой серии. За счет этого наблюдалось существенное снижение рассеяния измеряемых значений механических свойств, входящих в предложенные ниже характеристики термостойкости (по сравнению с традиционной методикой - по относительной потере прочности образцов после термоцикла). В таблице 2 представлены новые характеристики термостойкости разработанного кермета в сравнении с известным - А120з-Сг(5о%(,б)

Таблица 2

Характеристики термостойкости керметных материалов

Материал 0)^, а отн. ед. (2) —, а отн. ед. о н отн. ед. (4) (1-^-) 100, 1 О %

А1203-А1 (типа А) П0= 15% 0,97 0,93 1,03 3

А120з-А1 (типа А„5) П0= 15% 0,95 0,90 1,05 6

А120З - СГ(50%об) (кермет сравнения) По = 5% 0,40 0,25 1,58 14

По - открытая пористость

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработана принципиальная технологическая схема получения кермета А12Оз~А1, основанная на реакционном спекании и обеспечивающая экономичное получение изделий различного назначения..

2 Установлено, что реакционное спекание порошковых заготовок, изготовленных из алюминиевого порошка с пластинчатой формой частиц без добавки и с добавкой порошка натрий-силикатного стекла, обеспечивается за счет тепла экзотермической реакции горения алюминия на воздухе, а в случае использования добавки натрий-силикатного стекла - дополнительного тепловыделения вследствие реакции термитного типа.

3. Экспериментальным путем установлены оптимальные значения параметров технологических операций, позволяющие получать кермет А1203-А1 с широким диапазоном свойств, делающими перспективным его применение в качестве износостойких изделий, абразивного инструмента, термостойких изделий и др.

4. Разработанный кермет А120з-А1 имеет слоистую структуру и относится к классу градиентных материалов. В его объеме, по завершении реакционного спекания, имеет место постепенное увеличение соотношения количества основных фаз (А1 к А12Оз) от поверхностного структурного слоя к его внутренним структурным слоям. По всей его поверхности формируется кристаллический алюмооксидный каркас, обеспечивающий специфические свойства поверхности.

5. Получены образцы кермета А1203-А1, со следующими характеристиками: плотность р= 1,87-2,3 г/см3, прочность стизг=20-120 МПа, трещиностойкость К|С=2,5-4,6 МПа-м|/2, твердость по Бринеллю НВ=16-31, ударная вязкость КСУ= (3,5-9,8)-103 Дж/м2.

6. Разработанный кермет А120з-А1 обладает повышенной термостойкостью благодаря возможности релаксации напряжений по границе А12Оз(ТЮрДОе)-А1(расш1аЯ) при неравномерном нагреве-охлаждении в температурной области выше температуры плавления алюминия. Его термостойкость, оцененная по различным методикам, превосходит таковой показатель для традиционного кермета А120з-Сг в 1,5-5 раз.

7. Разработана новая методика оценки термостойкости на призматических образцах с надрезом, моделирующим трещину. Предложены новые характеристики термостойкости, которые с привлечением критериев механики разрушения, позволяют давать количественную оценку

сопротивления структуры термонагруженного материала инициированию разрушения - при их определении после первого термоцикла, и развитию разрушения - после заданного числа термоциклов.

8. Разработанный кермет А1203-А1 прошел испытания в 3-х организациях. По результатам испытаний получены заключения о целесообразности использования разработанного материала в производстве изделий различного назначения.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Иванов Д.А., Ситников А.И., Семенычев С.С., Фомина Г.А. Изучение термостойкости алюмооксидной керамики. // Огнеупоры и техническая керамика, №1-2, 1999, с. 14—19

2. Иванов Д.А., Ситников А.И., Вальяно Г.Е. Оценка термостойкости конструкционной керамики при испытании призматических образцов с надрезом. // Стекло и керамика. №5, 2001, с. 14 — 19.

3. Иванов Д.А., Ситников А.И. Расчетная модель объемной доли стеклосвязки в абразивном керамическом инструменте. // Стекло и керамика. №7, 2003, с. 25 — 27.

4. Иванов Д.А., Ситников А.И. К вопросу о разрушении керамических материалов при термическом нагружении методом «локального термоудара». // Огнеупоры и техническая керамика, №1, 2005, с. 30 - 35

5. Иванов Д.А., Ситников А.И. О возможном эффекте "залечивания" микроструктурных дефектов в алюмооксидной керамике при термоударе. Международная научно-техническая конференция "Новые материалы и технологии на рубеже веков", 14 — 16 июня, 2000, Пенза, ч,1 , с. 219 — 222.

6. Иванов Д.А., Ситников А.И. Новая методика оценки термостойкости спеченных материалов. Всероссийская научно-техническая конференция "Материалы и технологии XXI века", 30 — 31 мая, 2001, Пенза, ч.З., с. 162—164.

7. Рысев П.А., Ситников А.И., Иванов Д.А., Шляпин С.Д. Получение композита AI2O3-AI методом алюмотермического спекания

Всероссийская научно-техническая конференция «Быстрозакаленные материалы и покрытия», 29 ноября, 2002, Москва, с. 58 - 65.

8. Рысев П.А., Ситников А.И., Иванов Д.А., Шляпин С.Д. Композиционный материал А120з-А1 с мелкокристаллическим алюмооксидным покрытием. Труды международной научно-практической конференции «Наука и технология силикатных материалов - настоящее и будущее», 14 - 17 октября, 2003, т 2, с. 227 - 230.

9. Патент №2209786 РФ Устройство для испытания на термостойкость конструкционной керамики. // Ситников А.И., Иванов Д.А., Шляпин С.Д., Щетанов Б.В , Берсенев А.Ю., Максимов В.Г. заявл. 26.12.01.

10. Патент №2226516 РФ Способ получения композиционного материала А1гО] - AI. // Иванов Д.А., Ильин A.A., Ситников А.И., Шляпин С.Д., Арефьев A.B.-заявл. 17.12 02.

23

€1020

РНБ Русский фонд

2006-4 6148

Подписано в печать 12.05.2005. Объем - 1 п.л. Тираж - 100 экз.

ИЦ «МАТИ» - РГТУ им. К.Э.Циолковского, ул. Николо-Ямская, 13

Оглавление.

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1. Известные технологические подходы для получения кермета А120з-А1.

1.1.1. Многостадийная технология композита «алюминиевая матрица -дисперсный алюмооксидный упрочнитель» (материал САП).

1.1.2. Пропитка пористого керамического каркаса расплавом алюминия

1.1.3. Направленная реакционная пропитка (НРП).

1.1.4. Замешивание керамических частиц в расплав алюминия с последующей его штамповкой.

1.1.5. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС).

1.2. Актуальность исследования разрушения керметов при термическом нагружении.

1.2.1. Известные методики определения термостойкости.

1.3. Выводы по литературному обзору.

Глава 2. Исходные материалы и методики исследования.

2.1. Исходные материалы.

2.2. Методики исследования.

Глава 3. Исследование процесса получения кермета А1203-А1 реакционным спеканием.

3.1. Сущность технологических операций изготовления кермета А12Оз-А1 и экспериментальное обоснование допустимых значений их параметров.

3.1.1. Подготовка исходного порошка к формованию.

3.1.2. Формование изделия.

3.1.3. Термообработка изделия.

3.2. Изучение химизма процесса реакционного спекания.

3.2.1. Химизм реакционного спекания алюминиевых порошковых заготовок.

3.2.2. Химизм реакционного спекания алюминиевых порошковых заготовок, содержащих добавку натрий-силикатного стекла.

3.3. Изучение роли атмосферного воздуха в процессе реакционного спекания кермета А12Оз-А1.

3.4. Выводы по главе.

Глава 4. Изучение свойств кермета AI2O3-AI.

4.1. Структура и фазовый состав.

4.2. Влияние параметров процесса реакционного спекания на механические свойства материала.

4.3. Термостойкость.

4.4. Выводы по главе.

Глава 5. Разработка новой методики оценки стойкости к термоудару.

5.1. Изготовление образцов с надрезом для испытаний на термостойкость

5.2. Разработка устройства для термоциклирования образца с надрезом.

5.3. Новые характеристики термостойкости.

5.4. Получение материалов, выбранных для отработки методики.

5.5. Экспериментальные результаты отработки методики.

5.6. Трактовка экспериментальных результатов определения термостойкости по новой методике.

5.7. Выводы по главе.

Актуальность проблемы.

Разработка керметов с различными фазовыми составами и типами структур позволяет получать новые композиционные материалы с комплексом свойств, делающим перспективным их применение в различных областях техники. Интерес к кермету А12Оз-А1 вызван тем, что в нем может быть достигнуто сочетание высокой твердости, прочности, огнеупорности, свойственной оксиду алюминия, с пластичностью и теплопроводностью, характерной для алюминия. Такой кермет, имея относительно невысокую плотность, может обладать достаточно высокой трещиностойкостью, ударной вязкостью и стойкостью к усталостному разрушению. Следует отметить, что потенциальным положительным свойством данного кермета является его высокая термостойкость благодаря присутствию весьма теплопроводной металлической составляющей. Поэтому он может быть также перспективен для использования в качестве некоторых элементов конструкций высокотемпературной техники, эксплуатируемых в воздушной среде в условиях воздействия термических напряжений.

Керметы в настоящее время получают различными методами. В основном, эти методы достаточно сложны и требуют специального дорогостоящего оборудования. Судя по отдельным публикациям, перспективным и весьма экономичным способом получения керметов А12Оз-А1 может явиться реакционное спекание заготовок из алюминиевого порошка. Однако, в связи с отсутствием сведений, требующихся для практической реализации данного способа, актуальным является исследование и разработка технологического процесса получения кермета А120з-А1 реакционным спеканием.

Для оценки ресурса изделий, работающих в условиях термического нагружения, весьма актуальной является и разработка новой методики определения стойкости к термоудару, позволяющей с привлечением критериев механики разрушения давать количественное выражение сопротивления структуры материала инициированию и развитию трещин вследствие термического удара. Все существующие в настоящее время методики определения термостойкости не позволяют в полной мере проводить такую оценку.

Цель работы состояла в исследовании процесса реакционного спекания алюминиевого порошка и разработка на этой основе эффективной технологии получения кермета А1203-А1, сочетающего прочность и термостойкость с малой плотностью.

Для достижения цели в работе необходимо было решить следующие задачи:

1. Экспериментально обосновать принципиальную технологическую схему и определить допустимые значения параметров технологических операций получения кермета АЬОз-АК

2. Изучить химические процессы, происходящие при реакционном спекании кермета А1гОз-А1 и установить роль воздушной среды в его получении.

3. Изучить влияние основных параметров процесса получения кермета на его структуру и фазовый состав, термостойкость, механические свойства.

4. Разработать новую методику определения термостойкости, позволяющую давать количественную оценку сопротивления структуры материала инициированию и развитию разрушения вследствие воздействия термических напряжений.

Научная новизна:

1. Установлено, что реакционное спекание порошковых заготовок, изготовленных из алюминиевого порошка с пластинчатой формой частиц без добавки и с добавкой порошка натрий-силикатного стекла, обеспечивается за счет тепла экзотермической реакции горения алюминия на воздухе. В случае использования добавки натрий-силикатного стекла дополнительное тепловыделение достигается вследствие реакции термитного типа (4А1+8Ю2=2А12Оз+381). Реакция горения начинается при температуре 550°С. Максимальная яркостная температура поверхности образцов достигает ~1500°С (без добавки стекла) и ~1800°С (с добавкой стекла).

2. Обнаружено, что благодаря защитному действию продуктов реакции горения, препятствующих постоянному притоку атмосферного воздуха внутрь объема спекаемого образца, возможно сохранение непрореагировавшего алюминия в спеченном материале (до 60%об).

3. Установлено, что сохранение геометрической формы изделия на начальной стадии спекания при нагреве выше температуры плавления алюминия обусловлено наличием поверхностных алюмооксидных пленок на алюминиевых частицах. Прочность этих пленок оказывается достаточно для того, чтобы выдержать возникающие внутренние напряжения при образовании алюминиевого расплава.

4. Обнаружено, что высокая термостойкость кермета А1203-А1 при термоциклировании в режиме - выдержка при 850-900°С - охлаждение водой, обеспечивается наличием в при этих температурах металлической составляющей в виде расплава, удерживающегося в алюмооксидном каркасе.

5. Для оценки стойкости кермета к термоудару, с привлечением критериев механики разрушения, предложены новые характеристики, которые позволяют получить количественную оценку сопротивления структуры материала инициированию термических трещин, а после заданного количества термоциклов - их развитию.

Практическая значимость.

1. Разработана принципиальная технологическая схема получения кермета А1гОз-А1, основанная на реакционном спекании и обеспечивающая экономичное получение изделий различного назначения.

Определены оптимальные значения параметров технологических операций, позволяющие получать кермет А120з-А1 с широким диапазоном свойств для использования в качестве износостойких изделий, абразивного инструмента, а также элементов конструкций высокотемпературных агрегатов, работающих в условиях воздействия термических напряжений.

Разработан кермет АЬОз-А!, обладающий повышенной термостойкостью при неравномерном нагреве-охлаждении в температурной области выше температуры плавления алюминия.

Разработанный кермет А120з-А1 прошел испытания в 3-х организациях. По результатам испытаний получены заключения о целесообразности использования разработанного материала в производстве изделий различного назначения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработана принципиальная технологическая схема получения кермета А1гОз-А1, основанная на реакционном спекании и обеспечивающая экономичное получение изделий различного назначения.

2. Установлено, что реакционное спекание порошковых заготовок, изготовленных из алюминиевого порошка с пластинчатой формой частиц без добавки и с добавкой порошка натрий-силикатного стекла, обеспечивается за счет тепла экзотермической реакции горения алюминия на воздухе, а в случае использования добавки натрий-силикатного стекла — дополнительного тепловыделения вследствие реакции термитного типа.

3. Экспериментальным путем установлены оптимальные значения параметров технологических операций, позволяющие получать кермет АЬОз-А! с широким диапазоном свойств, делающими перспективным его применение в качестве износостойких изделий, абразивного инструмента, термостойких изделий и др.

4. Разработанный кермет А1гОз-А1 имеет слоистую структуру и относится к классу градиентных материалов. В его объеме, по завершении реакционного спекания, имеет место постепенное увеличение соотношения количества основных фаз (А1 к АЬОз) от поверхностного структурного слоя к его внутренним структурным слоям. По всей его поверхности формируется кристаллический алюмооксидный каркас, обеспечивающий специфические свойства поверхности.

5. Получены образцы кермета А1гОз-А1, со следующими характеристиками: плотность р=1,87-2,3 г/см3, прочность аизг=20-120 МПа, трещиностойкость К]с=2,5-4,6 МПа-м1/2, твердость по Бринеллю НВ=16-31, ударная вязкость КСУ= (3,5-9,8>103 Дж/м2.

6. Разработанный кермет А1гОз-А1 обладает повышенной термостойкостью благодаря возможности релаксации напряжений по границе А120з(хвердое)-А1(Расплав) при неравномерном нагреве-охлаждении в температурной области выше температуры плавления алюминия. Его термостойкость, оцененная по различным методикам, превосходит таковой показатель для традиционного кермета АЬОз-Сг в 1,5-5 раз.

Разработана новая методика оценки термостойкости на призматических образцах с надрезом, моделирующим трещину. Предложены новые характеристики термостойкости, которые с привлечением критериев механики разрушения, позволяют давать количественную оценку сопротивления структуры термонагруженного материала инициированию разрушения - при их определении после первого термоцикла, и развитию разрушения - после заданного числа термоциклов.

Разработанный кермет АЬОз-А! прошел испытания в 3-х организациях. По результатам испытаний получены заключения о целесообразности использования разработанного материала в производстве изделий различного назначения.

1. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. // пер. с англ., М.: Металлургия, 1979, 640 с.

2. Zeerleder А. Uber Sintern von Aluminiumligierungen. // Z. Metallkunde, 1950, Bd 41, №8, s. 228-233.

3. Zeerleder A. Entwicklung und Stand von Sinteraluminium. // Z. Metallkunde, 1955, Bd46, №11, s. 809-812.

4. Irmann R. "S.A.P.", ein neuer Werkstoff der Pulvermetallurgie aus Aluminium. // Tehn. Rundschau (Bern), 1949, 41, № 36, 19.

5. Irmann R. Knetwerkstoffe auf Aluminiumbasis und ihre Dauerfestigkeit bei erhohfen Temperaturen. // Metall, 1952, № 6, 19/20, p. 608 612.

6. Irmann R. S.A.P. — der Aluminium-Sinterwerkstoff mit hoher Warmfestigkeit. // Aluminium, 1957, Bd 33, s. 250 259.

7. Теплопрочный материал из спеченной алюминиевой пудры (САП). // сб. статей под ред. И.Н. Фридляндера, Б.И. Матвеева. М.: Оборонгиз, 1961, 124 с.

8. Алюминиевые сплавы. // сб. статей под ред. Фридляндера И.Н. выпуск 2, М.: Обронгиз, 1963, 176 с.

9. Ципулин И.П. Исследование процессов производства и обработки материала из спеченной алюминиевой пудры (САП). // Автореф. дисс. к.т.н., М. 1967, 19 с.

10. Ю.Кишнев П.В. Особенности изготовления полуфабрикатов из спеченного алюминиевого порошка (САП), исследование их свойств и структуры. // Автореф. дисс. к.т.н., М. 1967, 22 с.

11. Кочетков П.Г. Влияние структуры и технологии изготовления САП на его свариваемость. //Автореф. дисс. к.т.н., М. 1971, 18 с.

12. Шаламов В.А. Основные технологические параметры прокатки материала из спеченной алюминиевой пудры (САП). // Автореф. дисс. к.т.н., М. 1963, 20 с.

13. Жизняков С.Н. Разработка свариваемого материала САП и технологииего сварки (плавлением). // Автореф. дисс. к.т.н., М. 1966, 23 с.

14. Бабин Ю.А. Исследование термической стабильности свойств САПа в условиях изготовления и эксплуатации листовых сварных конструкций. // Автореф. дисс. к.т.н., М. 1968, 19 с.

15. Базурина Е.Я. Исследование влияния режимов отжига на структуру и эксплуатационные характеристики материала САП. // Автореф. дисс. к. т. н.,М. 1975, 22 с.

16. Смирнов П.Б. Исследование дефектов решетки алюминия материала САП. // Автореф. дисс. к.т.н., М. 1974, 21 с.

17. Смирнов И.Н. Структурные изменения материала САП в процессе его изготовления и нагрева. // Автореф. дисс. к.т.н., М. 1971, 21 с.

18. Урумян Р.У. Возврат свойств при отжиге холоднокатанного материала САП. // Автореф. дисс. к.т.н., М. 1968, 19 с.

19. Филичкина М.П. Исследование процессов обработки алюминиевых порошков с целью улучшения свойств материала САП. // Автореф. дисс. к.т.н., М. 1972,22 с.

20. Флегонтова JI.H. Исследование коррозионного поведения материала САП-1 при обычных температурах и разработка оптимального состава плакирующего слоя. // Автореф. дисс. к.т.н., М. 1970, 22 с.

21. Гопиенко В.Г., Смагоринский М.Е., Григорьев A.A., Беллавин А.Д. Спеченные материалы из алюминиевых порошков. // М.:«Металлургия», 1993,320 с.

22. Литвинцев А.И., Арбузова JI.A. Кинетика дегазации алюминиевых порошков. // Порошковая металлургия, Киев, 1967, №1, с. 1 — 13.

23. Алюминиевые сплавы // сб. под ред. И.Н. Фридляндера, вып. 4. М:«Металлургия», 1966, 127 с.

24. Giarda A., Paganelli M. Etude par micrographie électronique de quelques particuaries structurales du SAP. // Les Mémoires Scientifiques de la Revue de Metallurgie, Paris, 1965, №12, p. 921 931.

25. Фридляндер И.Н., Сенаторова О.Г., Осинцев O.E. Машиностроение.

26. Энциклопедия. Том II-3. Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. // М.: Машиностроение, 2001, 880 с.

27. Карпинос Д.М., Тучинский Л.И., Вишняков JI.P. Новые композиционные материалы. //Киев: «Вища школа», 1977, 312 с.

28. Фридляндер И.Н. Алюминий и его сплавы. // М: «Знание», 1965, 203 с.

29. Антонов Е.Г., Бабин Ю.А., Попов А.С., Паисов А.И., Колпашников А.И. Структура и свойства сварных соединений САПа. // Труды МАТИ, вып. 68, М: «Машиностроение», 1967, с.61-67.

30. Nelson F.G., Townet R.I. Strength of two flash welded АРМ Alloys of elevated temperatures // Welding Journal, 1962, v. 41, №2, p. 89s 93s.

31. Дмитриев Ю.А., Орлов Б.Д. Сравнительная оценка свариваемости плакированного и неплакированного САПа методами контактной сварки. // Труды МАТИ, вып. 57, М: «Машиностроение», 1963, с. 114-119.

32. Орлов Б.Д., Дмитриев Ю.А. Технология точечной и роликовой электросварки плакированного САПа. // Труды МАТИ, вып. 57, М: «Машиностроение», 1963, с. 120-126.

33. Колпашников А.И., Дмитриев Ю.В., Шеленский Г.Н. Плакирование САПа//Труды МАТИ, вып. 57, М: «Машиностроение», 1963, с.99-103.

34. Колпашников А.И., Дмитриев Ю.В., Прочность плакированного листового САПа // Труды МАТИ, вып. 57, М: «Машиностроение», 1963, с.110-113.

35. Матвеев Б.И., Степанов М.Г., Балдин В.Д., Родченков Б.С. Жаропрочные алюминиевые сплавы. Материаловедение и термическая обработка металлов. // М.: «Машиностроение» 1981. №6, с.32-34.

36. Заболоцкий А.А. Итоги науки и техники: Композиционные материалы. // т. 1. М.:ВИНИТИ, 1979. 107 с.

37. Bohlman R.E., Otto O.R. Mechanical properties of eutectic bounded boron aluminium. // J. Aircraft, 1975, v. 12, № 11, p. 872 878.

38. Скамьянова Т.Ю. Волокнистые металлокомпозиционные материалы получаемые литьем под давлением. // Автореф. дисс. к.т.н., Пермь, 1994.,16 с.

39. Германович И.Н., Дорожкин Н.Н., Кабельский И.М. Ультразвуковая пропитка пористых металлокерамических деталей // Порошковая металлургия, 1962, № 5, с. 84 — 88.

40. Федорченко И.М. Порошковая металлургия, материалы, технология, свойства, области применения. Справочник. // Киев: «Наукова думка», 1985,624 с.

41. Самсонов Г.В., Борисова A.JL, Жидкова Т.Г. Физико-химические свойства окислов: (справочник) под ред. Самсонова Г.В. // изд. 2-е перераб. и доп. М.: «Металлургия», 1978,472 с.

42. Захарова Т.В. Растекание расплавленных металлов по твердым поверхностям; смачивание, адсорбция и адгезия фаз. // Автореф. Аисс. д.х.н., Екатеринбург, 1997, 18 с.

43. Lawrence D., Maloney. Make way for «Engineered Ceramics» // Design News. 1989. v.3. №13. p.64-74.

44. Шевченко В.Я., Баринов C.M. Техническая керамика. // М: «Наука», 1993, 174с.

45. Патент № 4824622 США Method of making shaped ceramic composites // Christopher R. Kennedy, Marc S. Newkirk опубл. 25.04.89; МКИ С 04 В 33/32,35/60.

46. Патент № 2023707 РФ Способ получения композиционного материала // Джек Эндрю Казин, Кристофер Робин Кеннеди. — опубл. в Б.И., 1994. №22. МКИ С04В 35/65.

47. B.W. Sorenson, G.H.Schiroky, A.W. Urquhart. New ceramic and metallic composites for gas turbine engines // J. Turbomachinery international, 1990, v.31, №6, p.20-26.

48. Timothy L. Johnson. Metal matrix composites produced by pressureless infiltration // Mater, and process rept., 1989, v.4, №3, p.2-3.

49. Патент № 2040509 РФ Способ изготовления изделий из керамического композиционного материала // Марк С. Ньюкирк, Дэйни Р. Уайт, Ратнеш

50. К. Двиведи. опубл. в Б.И., 1995. №21. МКИ С04В 35/111, 35/65.

51. М. Sindel, N. Claussen. Growth and microstructural development of melt-oxidation derived A1203/A1 base composites. // Brit. Ceram. Proc., 1990, №45, p. 205-210.

52. Патент №2039023 РФ Способ получения самонесущего керамического тела // Марк С. Ньюкирк, Роберт С. Катнер. — опубл. в Б.И., 1995. №19. МКИ С04В 35/10.

53. M.S. Newkirk, H.D. Lesher, D.R. White, C.R. Kennedy, A.W. Urquhart, T.D. Claar. Preparation of lanxide ceramice matrix composites: matrix formation by the directed oxidation of molten metals // Ceram. Eng. Sci. Proc., 1987, v.8, №7-8, p.879-885.

54. Патент №2018501 РФ Способ изготовления керамических композитных изделий // Ратнеш К. Двиведи. опубл. в Б.И., 1994. №16. МКИ С04В 35/10.

55. Патент №2031176 РФ Способ получения керамического композиционного материала // X. Даниэль Лешер, Кристофер Р. Кеннеди, Дэнни Р.Уайт, Эндрю В. Уркхарт. опубл. в Б.И., 1995. №8. МКИ С22С 29/12, С04В 35/65.

56. Патент № 2015132 РФ Способ изготовления изделий из керамического композиционного материала // Марк С. Ньюкирк. опубл. в Б.И., 1994. №12. МКИС04В 35/65.

57. Пат. 4882306 США Method for producing self-supporting ceramic bodies with graded properties. // Kennedy C.R., Urquhart A.W., White D.R., Newkirk, M.S. заявл. 16.09.1988, опубл. 25.11.1989. МКИС04В 035/02

58. Manfred Sindel, Nahum A. Travitzky, Nils Claussen. Influence of magnesium-aluminum spinel on the directed oxidation of molten aluminum alloys // J. Amer. Ceram. Soc. 1990. v.73. №9. p.2615-2618.

59. Hua-Tay Lin, Kristin Breder. Creep deformation an Alumina- Silicon Carbide composite produced via a directed metal oxidation process // J. Amer. Ceram. Soc. 1996. v.79. №8. p.2218-2220.

60. Vikram Jayaram, Rampada Manna, Manjunath G. Kshetrapal, Jaydeep Sarkar, Sanjay K. Biswas. Microstructure control and wear of Al203-SiC-(Al,Si) composites made by melt oxidation // J. Amer. Ceram. Soc. 1996. v.79. №3. p. 770-772.

61. Timothy L. Johnson. The lanxide process — ceramic/metal composite breakthrough// Mater, and Process. Rept. 1986. v.l. №1,2. p. 25-27.

62. Патент №2015133 РФ Способ изготовления самонесущего керамического изделия с внутренней полостью // Данни Р.Уайт, Майкл К.Ахаяниан, Харри Р. Звикер. опубл. в Б.И., 1994. №12. МКИ С04В 35/65.

63. Энгель JL, Клингеле Г. Растровая электронная микроскопия. Разрушение. // М.: «Металлургия», 1986, 232 с.

64. Alan S. Nagelberg, Stanislav Antolin, Andrew W. Urquhart. Formation of Al203/metal composites by the directed oxidation of molten aluminum-magnesium-silicon alloys: part 2, crowth kinetics // J. Amer. Ceram. Soc. 1992. v.75. №2. p. 455-462.

65. P. Xiao, B. Derby. The formation of AI2O3/AI composites by controlledoxidation of A1 // Brit. Ceram. Proc. 1991. №48. p. 153-159.

66. Michael K. Aghajanian, Stan J. Luszcz. Microstructure and composition of Alumina/Aluminum composites made by directed oxidation of aluminum // J. Amer. Ceram. Soc. 1990. v.73. №9. p. 2610-2614.

67. Weon-Pil Tai, Takanori Watari, Toshio Torikai. Fabrication of A1203-A1 composites by reactive melt infiltration // Amer. Ceram. Soc. Bull. 1997. v.76. №4. p. 86-89.

68. Патент №2019533 РФ Способ соединения керамических тел // Стенли Дж. Люшч, Эндрю В. Уркьюхарт, Марк С. Ньюкирк. опубл. в Б.И., 1994. №17. МКИС04В 35/65.

69. Медведева С.В. Исследование структуры и фазового состава композиционного материала системы «алюминиевый сплав — карбид кремния» получаемых жидкофазными методами. // Автореф. дисс. к.т.н., М., 2001, 19 с.

70. Курганова Ю.А. Дискретно наполненные композиционные материалы на базе алюминиевых сплавов для деталей антифрикционного назначения. // Автореф. дисс. к.т.н., М., 2002, 16 с.

71. Патент №6183877 США. Cast-alumina metal matrux composites // Everet J.A., Rohatgi P.K., Stephenson T.F., Warner A.E.M. Заявл. 20.08.1997, опубл. 06.02.2001. МКИ C22C 021/02; C22C 021/04; C22C 021/08; B22D 021/04

72. Шумихин B.C. Получение композитов на основе алюминия с дисперсными металлизированными частицами. // Киев, Процессы литья, №4, 1997, с. 33-37.

73. Авраамов Ю.С., Шляпин А.Д. Новые композиционные материалы на основе несмешиваемых компонентов: получение, структура, свойства. // М.:МГИУ, 1999, 206 с.

74. Курдюмов А.В., Пикунов М.В., Чурсин В.М., Бибиков Е.Л. Производство отливок из сплавов цветных металлов: учебник для ВУЗов по специальности «Литейное производство черных и цветных металлов» // 2е изд., доп. и перераб. М.:МИСИС, 1996, 503 с.

75. Марочник сталей и сплавов // 2-е изд., доп. и перераб. под ред. Зубченко А.С., М.: «Машиностроение», 2003, 782 с.

76. Мухин Г.Г., Беляков А.И., Александров Н.И. Машиностроение. Энциклопедия. Том II-2. Стали. Чугуны. // под ред. Банных О.А., Александрова Н.И., М.: Машиностроение, 2000, 784 с.

77. Кулаков Б.А., Дубровин В.К, Ивочкина О.В. Производство отливок из цветных металлов. Специальные способы литья: учебное пособие. // Челябинск, 2000,105 с.

78. Семенов Б.И. Приоритетные технологии материалов, идеологии конструирования и производства изделий в XXI веке // Технология металлов, 2001, №7, с. 10 16.

79. Degister Н.Р., Kaufman Н., Leitner Н. The production of particle reinforced aluminium components applications. // JSATA. Proc. 26 Int. Symposium on Automotive technology and Autotomation. // Aachen. Germany, 1993, p. 525 — 532.

80. Karenezis P.A., Durrant G., Cantor B. Microstructure and tensile properties of squeeze cast SiC particulate reinforced Al-Si ally. // Mater. Sci. and Tehnol., 1998, v. 14, №2, p. 97- 107.

81. Чернышова Т.А., Кобелева JI.И., Болотова JI.K. Дискретно-армированные композиционные материалы с матрицами из алюминиевых сплавов и их трибологические свойства. // М.: Металлы, 2001, №6, с. 85 98.

82. Ниженко В.И., Флока Л.И. Смачивание оксидной керамики на основе AI2O3 алюминиевыми расплавами. // Киев. Порошковая металлургия. 2001, № 5-6. с. 82 89.

83. Патент № 6250363 США. Rapid induction melting of metal matrix composite materials. // Doutre D., Hay G., Wales P., Bruski R.S. заявл. 07.08.1998, опубл. 26.06.2001. МКИ B22D 019/14; B22D 023/06; B22D 027/02.

84. Slezion Jozef, Formanek Bolestaw, Olszowka-Myalska Anita. Wprowadzanie drobnodysperrsyjnych czastek ceramicznych do ciektych stopow aluminium // 5

85. Miedzynarodowa konferencja "Zjawiska powierzchniowe w procesach odlewniczych", Poznan, 2001.

86. Cheng Xiao-min, Zhou Shi-quan, Fang Hua-bin Получение усиленных AI203 композитов с алюминиевой матрицей // С. J. N. М. 2001, 11, №6, с. 1009 -1012.

87. Панфилов A.A. Разработка технологии и исследование свойств литых комбинированных композиционных материалов системы алюминиевый сплав — титан — карбид кремния. // Автореф. дисс. к.т.н., Владимир, 2002., 22 с. j

88. Rohatgi Р. Cast aluminum matrix composites. // Met. Mater. Trans. А. 1996, v. 43, №4, p. 10-15.

89. Ibe G. Grundlagen der Verstarkund in Metallmatrix Verbundwerkstoffen. Metallische Verbundwerkstoffe. // Wien: DGM Verlag, 1993, s. 3-42.

90. Kevorkjan V.M., Sustarsic В. A New production technology for discontinuously reinforced AI SiC composites. // Key Eng. Mater. 1997. V. 127-131. P. 471-478.

91. Левашов E.A., Рогачев A.C., Юхвинд В.И., Боровинская И.П. Физико-химические и технологические основы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. // М.: БИНОМ, 1999, 175 с.

92. Громов A.A., Дитц A.A., Верещагин В.И. Синтез нитрида и оксинитрида алюминия при горении порошкообразных смесей на основе алюминия. // Огнеупоры и техническая керамика, 2004, №12, с. 19 — 21.

93. Хабас Т.А. Синтез керамических прекурсоров кордиерит-нитридного состава. // Огнеупоры и техническая керамика, 2004, №12, с. 5 13.

94. Владимиров B.C., Галаган А.П., Ильюхин М.А., Карпухин И.А., Мойзис С.Е., Мойзис Е.С. Новые огнеупорные и теплоизоляционные материалы и технологии их производства. // Новые огнеупоры, №1, 2002, с. 81 88.

95. Заявка на изобретение №95100333 РФ. Шихта для получения пористого проницаемого материала. // Лебедева O.A., Шечков Г.Т., Воронков Н.Г., Беседин С.Л. опубл. 11.01.1995. МКИ B22F 3/10

96. Патент №2061580 РФ. Установка для получения заготовок самораспространяющимся высокотемпературным синтезом // Вольпе Б.М., Евстигнеев В.В., Седешев М.А. опубл. 10.06.1996. МКИ B22F 3/23.

97. Пат. №2060866 РФ. Способ получения изделий из порошковых материалов и устройство для его осуществления // Амосов А.П., Федотов А.Ф. заявл. 27.04.94, опубл. 27.05.96, МКИ В22 F 3/23.

98. Кислый П.С., Бондарчук Н.И., Боровикова М.С. Керметы. // Под. ред. Кислый П.С., Киев: «Наукова думка», 1985, 272 с.

99. Стрелов К.К. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов. // М.: Металлургия, 1985, 480 с.

100. Беляков А.В., Бакунов B.C. Создание термостойких структур в керамике (обзор). // Стекло и керамика, №8, 1996, с. 14 19.

101. Казакявичюс К., Янулявичюс А. Закономерности термического разрушения призматических тел. // под ред. Жукаускаса А. Вильнюс: «Мокслас», 1981, 164 с.

102. Практикум по технологии керамики и огнеупоров. // под ред. д.т.н. Полубояринова Д.Н. и д.т.н. Попильского Р.Я., М.: «Издательство литературы по строительству», 1972, 352 с.

103. Рошкояну В.А., Словиковский В.В. Влияние термоударов на коррозионные и эрозионные свойства свойства футеровок. // Огнеупоры и техническая керамика, 1997, №8, с. 36 38.

104. Вильк Ю.Н. Устойчивость керамики Mg-ЧСДЦ к термическим повреждениям. // Огнеупоры и техническая керамика, 1997, №10, с.12— 14.

105. Awaji Н., Honda S., Nishikawa Т. Thermal shock testing of ceramics by infrared heating. // Int. Ceram. J., 1998, №5, p. 55 67.

106. Osterstock F., Legendre B. A method to compare the thermal shock resistances and the severity of quenching conditions of brittle solids. // J. Phis. Ill France, 1997, №7, p. 561 574.

107. Лукин E.C., Андрианов H.T. Технический анализ и контроль производства керамики. // М.: «Стройиздат», 1986. 272 с.

108. Степин П.А. Сопротивление материалов. // М.: Интегралл — Пресс. 1997. 320 с.

109. Похил П.Ф., Беляев А.Ф., Фролов Ю.В., Логачев B.C., Коротков А.И. Горение порошкообразных металлов в активных средах. // М.: Наука, 1972. 294 с.

110. Стекло. // справ, изд. под ред. Н.М. Павлушкина. М.: Стройиздат, 1973. 487 с.

111. Золоторевский B.C. Механические испытания и свойства металлов. // М.: Металлургия, 1974. 303 с.

112. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г., Рыжов Н.М., Силаева В.И. Материаловедение. // М.: Изд во МГТУ им. Н.Э Баумана, 2001. 648 с.

113. Иванов Д.А., Фомина Г.А. О некоторых методических особенностях определения трещиностойкости керамических материалов // Огнеупоры и техническая керамика. 1996. № 9. с. 26-30.

114. Красулин Ю.Л., Баринов С.М., Иванов B.C. Структура и разрушение материалов из порошков тугоплавких соединений.//М.:Наука, 1985. 148с.

115. Разрушение // под ред. Г. Либовица. т.7. ч.1. М.: Мир. 1976. 634 с.

116. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электронно оптический анализ. // М.: Изд - во МИСИС, 1994. 328 с.

117. Будников П П., Гинстлинг A.M. Реакции в смесях твердых веществ. // М.: Стройиздат, 1971. 488 с.

118. Косолапова Т.Я., Андреева Т.В., Бартницкая Т.Б., Гнесин Г.Г., Макаренко Г.Н., Осипова И.И., Прилуцкий Э.В. Неметаллические тугоплавкие соединения. // М.: Металлургия, 1985. 224 с.

119. Металловедение алюминия и его сплавов. // справ, изд. под ред. И.Н. Фридляндера. М.: Металлургия, 1983. 280 с.

120. Дудин В.В., Городнев А.Л., Скидан Б.С., Фомина Г.А., Шепилов И.П., Иванов A.A. К определению ударной вязкости хрупких материалов // Заводская лаборатория. 1974. №7. с. 876 — 879.

121. Современные композиционные материалы // под ред. Л. Браутмана и Р.

122. Крока. М.: Мир. 1970. 672 с.

123. Бакунов B.C., Беляков A.B. К вопросу об анализе структуры керамики // Неорганические материалы. 1996. т. 32. № 2. с. 243 248.

124. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. // М.: Наука, 1974, 640 с.

125. Hubner Н., Strobl W. Anwendbarkeit bruchmechanischer Verfahren auf keramische Werkstoffe. // Berichte der D.K.J. 1977. Bd. 54. № 12. s. 401 -404.

126. Беляков A.B. Технология машиностроительной керамики // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. 1988. т. 1. с. 3 -71.

127. Гегузин Я.Е. Физика спекания. // М.: Наука, 1984. 312 с.

128. Гогоци Г.А. Анализ диаграмм деформирования и классификация малодеформирующихся материалов по особенностям их поведения при силовых воздействиях. // Проблемы прочности. 1978. №2. с. 98 101.