автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Разработка процессов технологического конструирования композитов и изделий на основе высокопористых ячеистых структур

Для служебного пользования Экз. № Л-На правах рукописи

Данченко Юрии Валентинович

РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ КОМПОЗИТОВ И ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОПОРИСТЫХ ЯЧЕИСТЫХ СТРУКТУР

05.16.06 - Порошковая металлургия и композиционные материалы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Пермь 2000

Работа выполнена в Научном центре порошкового материаловедения Пермского государственного технического университета

Научный консультант: академик Российской Академии наук В.Н.Анциферов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Колмогоров Г.Л. доктор технических наук, профессор Мошев В.В. доктор технических наук, профессор Орешин М.М.

Ведущая организация: Институт теплофизики УрО РАН, г. Екатеринбург

Защита состоится 2000 г. в часов на заседании Диссерта-

ционного совета Д 063.66.04 по присуждению ученой степени доктора технических наук при Пермском государственном техническом университете по адресу:

614600, г.Пермь, ГСП-45, Комсомольский проспект, 29-а, ауд.423.

С диссертацией можно ознакомиться в бибпиотеке Пермского государственного технического университета.

Автореферат разослан ! » Г *- 2000 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 063.66.04 доктор физико-математических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В научно-техническом прогрессе производства любых изделий значительную роль играют новые материалы и технологии. Технология порошковой металлургии позволяет изготавливать материалы с широким комплексом свойств, которые невозможно получить другими способами. Одним из ее важнейших направлений является создание пористых проницаемых материалов (ППМ), работоспособность и области применения которых определяются их поровой структурой.

Высокопористые проницаемые ячеистые материалы (ВПЯМ) с металлической или керамической матрицей, получаемые методами химической технологии или порошковой металлургии путем снятия позитивной реплики с открытоячеистого пенополиуретана (ППУ), относятся к сравнительно новому виду ППМ. Особенность ВПЯМ, заложенная в технологии дублирования структурообразующих моделей, состоит в независимости размера пор от пористости, что позволяет варьировать в отдельности их структурные и каркасные свойства. Несмотря на широкие потенциальные возможности, обусловленные структурной особенностью, области применения ВПЯМ в большинстве случаев оказываются традиционными для ППМ. Причина заключается в недостаточной изученности материалов с сетчато-ячеистой структурой и, как следствие, в недооценке возможности их использования в качестве материалов конструкционного назначения, а также в отсутствии недорогих и эффективных технологий получения композитов и изделий с функциональными элементами из ВПЯМ.

Трехмерная сетчато-ячеистая структура, регулируемые в широких феделах пористость и размер пор, развитая поверхность, приемлемый уро-?ень каркасных свойств позволяют рассматривать ВПЯМ как перспективный .гатериал для изготовления структурного слоя многослойных облегченных сонструкций, термонагружаемых в процессе эксплуатации, например, зеркал мощных лазеров, антенных рефлекторов и платформ для оптико-|Лектронных приборов. Для снижения термодеформаций сплошные и порис-ые слои конструкций выполняются из однородного по химическому составу 1атериала, а достижение заданной массы и жесткости изделий осуществля-тся за счет варьирования геометрических и структурных параметров слоев. Требование монолитности конструкции приводит к исключению введения 'ромежуточного материала между составляющими ее элементами. Послед-:ее очень важно для минимизации термического сопротивления в теплооб-|енных трубах, в которых ВПЯМ выполняет теплообменные функции.

Материалами, пригодными по совокупности теплофизических и меха-ических свойств для изготовления изделий металлооптики и размероста-ильных конструкций, являются, в числе немногих прочих материалов, медь, нвар, алюминий и карбид кремния. Соответственно сетчато-ячеистые труктуры, применяемые для достижения нового комплекса свойств этих из-елий, должны выполняться из идентичного матричного материала.

Настоящая работа направлена на обоснование возможности применения ВГ1ЯМ и других новых видов высокопористых структур в качестве материалов конструкционного назначения, обеспечивающих улучшение весовых и жесткостных характеристик, размеро- и термостабильности и других эксплуатационных показателей термонагруженных изделий, снижение материалоемкости и сокращение времени изготовления изделий, а также на обоснование новых областей применения ВГ1ЯМ.

Диссертационная работа выполнена в соответствии: с приказами Минвуза РСФСР № 1087с от 26.04.85 г, № 121с от 03.09.1987г; Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР № 138-48 от 27.01.86г; решениями Госкомиссии СМ СССР по ВПВ № 355с от 24.09.86r, № 167с от 10.04.87 г, № 315с от 30.06.87г и № ВП-10594 от ll.06.87r; Общесоюзной научно-технической программой ГКНТ СССР «Порошковая металлургия» на 1991-1995гг, утвержденной постановлением № 23 от 17.01.91 г; Научно-технической программой ГК НВШ РСФСР «Фундаментальные и прикладные проблемы механики деформируемых сред и конструкций», утвержденной приказом № 258 от 28.03.91 г; Межвузовской инновационной научно-технической программой «Исследования в области порошковой технологии» на 1992-1994 гг, утвержденной Приказом Миннауки РФ № 390 от 30.06.92г; инновационной научно-технической программой 5.7 «Исследования в области порошковой технологии» на 1995-1997 гг, утвержденной Приказом Государственного комитета РФ по высшему образованию № 144 от 02.02.95г; Межвузовской научно-технической и инновационной программой «Перспективные материалы» на 1995-1997 гг., утвержденной Приказом Государственного комитета.РФ по высшему образованию № 468 от 20.03.96г; темами Единого заказ-наряда № 1.4.92, 1.15.92 на 1992-1994 гг, № 2.5.92 на 1995-1996 гг, № 2.3.97 на 1997-1999 гг, утвержденными Министерством образования РФ.

Цель работы - моделирование и экспериментальное исследование формирования структуры и свойств однородных и композиционных сетчато-ячеистых структур и разработка процессов рационального технологического конструирования изделий на их основе с широкими функциональными возможностями.

Задачи исследований;

- изучить закономерности поведения сетчато-ячеистых материалов при различных видах нагружения и установить взаимосвязь их. каркасных свойств с параметрами микро- и макроструктуры;

- исследовать процессы контактообразования между сетчато-ячеистыми материалами на стадии формирования их макро- и микроструктуры и литыми или пористыми структурами с отличной морфологией поро-вого пространства;

- сформулировать основополагающие принципы создания композиционных сетчато-ячеистых структур с заданным составом и физико-механическими, структурно-гидравлическими и фильтрационными свойствами в объемах композита;

- проанализировать эффективность использования сетчато-ячеистых матриц в теплообменных устройствах и установить совокупность основных факторов, влияющих на интенсификацию процесса теплообмена;

- разработать концептуальные основы создания многослойных конструкций на основе высокопористых структур с программируемым комплексом весогабаритных, термодеформационных и теплообменных характеристик с использованием ресурсо- и энергосберегающих технологий дублирования сложносоставных металлополимерных моделей;

- экспериментально обосновать возможность применения концепции цублирования сложносоставных моделей на основе полимеров для изготов-тсния трехслойных "сэндвичевых" зеркал из алюминиевого сплава и карбида кремния со структурой облегчения ячеистого типа.

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментальных и теоретических исследований пове-хения сетчато-ячеистых структур при различных видах нагружения, обосно-¡ывающие зависимость механических свойств ВПЯМ от вида возникающих ипряжений и деформаций и состояния межчастичных контактов в тяжах, их сонфигурации и соотношения между геометрическими характеристиками.

2. Принципы построения высокопористых композиционных материа-юв с сетчато-ячеистой матрицей из металлов и сплавов с идентичным хими-[еским составом в существенно разноплотных составляющих и заданным ровнем физико-механических свойств в контактной области, основанные на оздании соответствующих условий для одновременного формирования 1акро- и микроструктуры матрицы и соединения ее структурных элементов невысокопористыми частями композита.

3. Ресурсо- и энергосберегающие технологии изготовления крупнога-аритных облегченных зеркал, рефлекторов, платформ и 1еплообменных стройств с функциональными элементами из сетчато-ячеистого металла ли сплава, базирующиеся на снятии позитивной реплики с комбинирован-ых структуро- и формообразующих металлополимерных моделей с помо-№Ю суспензионного, химического и электрохимического метода и их ком-инаций и термообработки.

4. Методы интенсификации поверхностной теплоотдачи и уменьшения эдравлического сопротивления в теплообменных устройствах на основе гтчато-ячеистых матриц, заключающиеся в формировании совершенного еталлического и теплового контакта между матрицей и непроницаемой генкой и выполнении перфораций различной масштабности в матрице.

5. Идея формирования интегральных и синтактных пористых структур а основе ВПЯМ, заключающаяся в дополнительном механо-химико-грмическом воздействии на сетчато-ячеистую полимерную или металличе-<ую структуру с целью программируемого изменения в заданном направле-яи или объеме размера пор, гидравлических, фильтрационных и механиче-сих свойств.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций под-¡ерждается результатами экспериментальных измерений на аттестованных

стандартных и оригинальных установках, воспроизводимостью и представительностью результатов испытаний, качественным и количественным соответствием этих результатов данным стендовых и натурных испытаний, включением результатов исследования в нормативную документацию - технические условия, технологические процессы - и положительными результатами внедрения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлены закономерности деформации и разрушения сетчато-ячеистых структур, объясняющие зависимость прочностных, упругих и пластических свойств ВПЯМ от вида нагружения и параметров макроструктуры действующими напряжениями и поведением межчастичных контактов в воспринимающих нагрузку элементах каркаса;

- предложена структурная модель сетчато-ячеистого материала и методика расчета его каркасных свойств в зависимости от характеристик макро-и микроструктуры;

- изучены закономерности процессов контактообразования между литыми или пористыми элементами и сетчато-ячеистой матрицей на стадии формирования ее макро- и микроструктуры при осаждении металлического покрытия на полимерные решетки и термообработке;

- установлены основные принципы регулирования комплекса свойств ВПЯМ за счет модифицирования однородного сетчато-ячеистого каркаса и обоснованы пространственно-временные параметры построения модифицирующих структур;

- установлены закономерности влияния структурно-геометрических характеристик теплообменной сетчато-ячеистой матрицы из меди и степени совершенства контакта матрицы с непроницаемой стенкой на теплоотдачу и гидравлическое сопротивление в новом типе теплообменных устройств и получены обобщенные зависимости для их расчета;

- разработана концепция создания многослойных облегченных конструкций с высокой размерной стабильностью, использующая принципы достижения химической и структурной однородности в элементах конструкции и придания заготовкам требуемой формы на стадии металлополимерной модели.

Личный вклад автора состоит: в организации и постановке экспериментальных и теоретических исследований; в непосредственном участии в их проведении; в анализе результатов исследований; в выдвижении и реализации основополагающих идей по созданию композитов и конструкций на основе ВПЯМ и других высокопористых структур с использованием метода дублирования сложносоставных моделей; в обобщении и обосновании всех защищаемых положений.

Практическое значение работы состоит в разработке:

- методик определения механических свойств ВПЯМ с пластичной и хрупкой матрицей;

- технологических процессов изготовления композиционных ВПЯМ на основе широкой гаммы материалов;

- ресурсо- и энергосберегающих технологий создания крупногабаритных конструкций различного назначения с функциональными элементами из ВПЯМ и других высокопористых структур с высокими эксплуатационными характеристиками;

- двухслойных фильтрующих перегородок на основе ВПЯМ, имеющих одновременно высокую проницаемость и малый размер пор.

Реализация работы.

На протяжении ряда лет изготовлялись:

- заготовки крупногабаритных облегченных трехслойных зеркал с высокопористым заполнителем из меди, инвара, карбида кремния и алюминия для НПО «Астрофизика» (г.Москва), Института общей физики РАН (г.Москва), ЦНИИМВ (г.Калининград), ПНИТИ (г.Подольск);

- размеростабильные легковесные рефлекторы, платформы на основе сетчато-ячеистого инвара для УФ ЦШ-ШМВ (г.Пермь) и НПО им.С .А.Лавочкина (г.Химки);

- легковесные панели с однородным и армированным сетчато-тчеиехьш заполнителем для КБ «Салют» (г.Москиа) и НПО «Молния» г.Москва);

- охлаждаемые лазерные зеркала с теплообменником из армированно--о ВПЯМ для СНИТИ (г.Екатеринбург);

- теплообменные трубы и компактные теплообменники с сетчато-[чеистой высокоразвитой поверхностью для Института катализа СО РАН г.Новосибирск) и ООО «Теплообмен» (г.Севастополь);

- двухслойные фильтры с основой из ВПЯМ (в полупромышленном шсштабе) для установок очистки сжатого воздуха от капельно-аэрозольной шаги. Таких установок предприятиями «Маркет», «Акцепт», «Интот» г.Екатеринбург) и «Амарант» (г.Первоуральск) было вынущено несколько ысяч штук.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы доложены и обсужде-ы на конференциях: Уральской региональной «Применение порошковых, омпозиционных материалов и покрытий в машиностроении» в г.Перми 1979 г., 1981 г., 1982 г., 1987 г.); Всесоюзной «Современные вопросы ма-гматики и механики и приложения» в г.Москве (1983 г.); Второй научно-рактической «Применение методов и аппаратов порошковой технологии в ародном хозяйстве» в г.Томске (1983 г.); Научно-технической «Теория и рактика порошковой металлургии» в г.Челябинске (1984 г.); Всесоюзной Исследование и разработка теоретических проблем в области порошковой еталлургии и защитных покрытий» в г.Минске (1984 г.); Всесоюзной науч-э-технической «Порошковая металлургия» в г.Киеве (1985 г.); III Всесоюз-эй «Современные проблемы строительной механики и прочности летатель-ах аппаратов» в г.Казани (1988 г.); Межреспубликанской научно-¡хнической «Совершенствование средств и методов расчета изделий маши-зстроения» в г.Волгограде (1988 г.); Всесоюзной «Механика и технология ¡делий из металлических и металлокерамических композиционных мате-

риалов» в г .Волгограде (1989 г.); Научно-технической «Вибрация и диагностика машин и механизмов» в г.Челябинске (1990 г.); Московской международной по композитам (1990 г.); Научно-технической по межвузовским программам «Проблемы современных материалов и технологий, производство наукоемкой продукции» в г.Перми (1993 г.); Международной «Новые технологии получения слоистых и порошковых материалов, композиционных покрытий» в г.Сочи (1993 г.); Научно-технической «Научный потенциал вузов - программе «Конверсия» в г.Казани (1993 г.); Научно-технической «Внутрикамерные процессы в энергетических установках» в г.Казани (1993 г.); 1993 ICHMT International Symposium «New Developments in Heat Exchangers» в Г.Лиссабоне (1993 г.); Международной «Слоистые композиционные материалы - 98» в г.Волгограде (1998 г.); Международной «Новейшие процессы и материалы в порошковой металлургии» в г.Киеве (1997 г.); XVI Российской школе по проблемам проектирования неоднородных конструкций в г.Миассе (1997 г.); I Международной научно-технической «Металлофизика и деформирование перспективных материалов» в г.Самаре (1999 г.); International Memorial K.I. Zamaraev Conference «Physical Methods for Catalytic Research at the Molecular Level» в г.Новосибирске (1999 г.); «International Congress on Catalysis» в г.Гранаде (2000 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 57 печатных трудов. Получено 32 авторских свидетельства СССР и патента РФ.

Автор диссертации - один из лауреатов премии Совета Министров СССР за разработку и внедрение в народное хозяйство проницаемых материалов с высокими эксплуатационными свойствами.

Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованных источников из 275 наименований, приложения (документы о внедрении) и содержит 449 страниц, включая 338 страниц машинописного текста, 122 рисунка и 30 таблиц.

Автор выражает искреннюю признательность за внимание и поддержку, ценные советы и критические замечания академику Российской Академии наук Владимиру Никитовичу Анциферову.

Автор считает своим долгом выразить благодарность научным и инженерно-техническим сотрудникам НПО «Астрофизика», Института общей физики РАН, ЦНИИ MB, НПО «Молния», НПО «Салют», УФ ЦНИИ MB, НПО им.С.А.Лавочкина за сотрудничество при опробовании и внедрении результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, сформулированы цель и задачи исследований, изложены основные результаты работы, ее научное и практическое значение.

Первая глава. Применение высокопористых материалов и структур в устройствах и конструкциях, подвергаемых в процессе эксплуатации интенсивному термомеханическому, ударно-волновому и другим видам воздействия. В практике создания крупногабаритных зеркал для

мощных лазерных систем имеют место тенденции к снижению веса при заданных размерах и точности, основанные на использовании новых материалов с улучшенными свойствами или на формировании в заготовке внутренних пустот различной формы и масштабности. Распределение мелкоячеистого пористого материала по сечению заготовки рассматривается как комплексное решение проблемы. Отмечается важность выполнения требования монолитности конструкции и однородности свойств, которое приводит к необходимости изготовления ее слоев из идентичного материала и строгого подхода к. выбору способа соединения структурного и несущих слоев, исключающего применение. промежуточного материала с отличающимся химическим составом.

На основе анализа критериев пригодности материалов для изготовления крупногабаритных облегченных зеркал выделяются по совокупности свойств медь, инвар, карбид кремния и алюминий. Перспективным материалом для изготовления структурного слоя зеркал считается ВПЯМ. При условии разработки технологии получения облегченных заготовок и установлении соответствующих зависимостей между структурными и каркасными свойствами ВПЯМ возможно создать зеркала с высокой жесткостью и термостабильностью.

Антенные рефлекторы и облегченные платформы, близкие по конструкции к зеркалам и состоящие из структурного и несущих слоев, в большинстве случаев изготавливают из материалов с низким значением КЛТР, в частности, из инвара. За счет снижения как минимум на порядок требований к точности рабочей поверхности конструкций ужесточаются требования к весовым характеристикам, при этом проблемы сохранения стабильности размеров и технологичности изготовления конструкций остаются в силе. ''

ППМ используются в охлаждаемых лазерных зеркалах. Каркас структуры пористого теплообменного элемента (ГТТЭ) играет роль конструкционного материала, увеличивающего поверхность теплообмена и являющегося основой для формирования оптического слоя. Считается, что ВПЯМ с варьируемыми в широких пределах и независящими друг от друга гидравлическими и теплофизическими свойствами в значительной степени удовлетворяет комплексу требований к ПТЭ. Применение данного класса структур в силовой оптике ограничено из-за нерешенности ряда технологических проблем, в частности проблемы безразъемного соединения элементов конструкций, а также из-за недостаточной конструктивной жесткости ВПЯМ.

К конструкциям теплообменных устройств на основе ПТЭ с подводом тепла от сплошной стенки относятся теплообменные трубы с наружным или внутренним пористым покрытием. Интенсификация теплообмена в них возможна при высокой теплопроводности и совершенном тепловом и механическом контакте между частями трубы. Этим достаточно общим требованиям должны соответствовать трубы с любым пористым покрытием, в том числе с покрытием из ВПЯМ.

Пористые структуры и конструкции, состоящие из сред с различной динамической сжимаемостью, применяют для ослабления действия ударных

волн (УВ). С увеличением пористости растут потери энергии, идущей на закрытие пор, размывается фронт и снижается амплитуда УВ. Высокими демпфирующими свойствами обладают пенные среды, структурным аналогом которых является П11У, транслируемый при металлизации в ВПЯМ.

В установках очистки сжатого воздуха от аэрозолей воды и масла для уменьшения перепада давления при сохранении высокой степени очистки и требуемых расходных характеристик используют двухслойные фильтры, состоящие из опорного и фильтрующего слоев, имеющих соответственно крупнодисперсную и мелкодисперсную структуру. Для повышения эффективности работы установок стремятся максимально увеличить проницаемость опорного слоя при сохранении его конструктивной прочности.

В результате анализа литературных данных и собственных выводов сформулированы задачи исследований, направленные на установление закономерностей, связывающих состав и структуру ВГХЯМ с их каркасными свойствами, и на создание основ рационального технологического конструирования сетчато-ячеистых и близких им по структуре композитов и изделий с широкими функциональными возможностями.

Вторая глава. Методики экспериментальных исследований. Кратко описаны методики изучения макро- и микроструктуры однородных и композиционных сетчато-ячеистых материалов с помощью растрового электронного микроскопа РЭМ-200, металлографического микроскопа «ЫеорЬоЬ 31» с компьютерной приставкой и стереомикроскопа МБС-8, а также фазового и элементного состава на дифрактометре ДРОН-3, микрорентгеноспек-тральном анализаторе МАР-2 и автоматическом анализаторе АН-7529.

Рассмотрены особенности подготовки образцов ВПЯМ для механических испытаний. Представлены методики определения прочностных, упругих, деформационных и демпфирующих свойств сетчато-ячеистых материалов при статическом и динамическом нагружении. Описаны методики и аппаратурное оформление стендов для изучения ударной стойкости и вибропрочности образцов ВПЯМ, исследования демпфирования ударных волн преградами из ВПЯМ в ближней и дальней зоне взрыва и процессов передачи детонации через ВПЯМ, устройства стендов и методики изучения тепло-гидравлических характеристик теплообменных элементов различной конструкции на основе сетчато-ячеистых структур, а также исследования процесса влагомаслоотделения двуслойными перегородками на основе ВПЯМ.

Рассмотрены технологические аспекты получения образцов ВПЯМ на основе меди, инвара и других материалов, используемых в исследовательских целях и для создания сетчато-ячеистых композитов.

Третья глава. Исследование и моделирование структуры ВПЯМ. ВПЯМ получают снятием позитивной реплики с открытоячеистого ППУ. Широко применяемая модель ППУ основана на представлении ячейки в виде пентагондодекаэдра с распределением полимерного материала в 30 призматических стержнях-тяжах треугольного сечения и 20 тетраэдрах. В процессе многостадийной трансформации ППУ в ВПЯМ независимо от способа осаждения матричного материала морфология макроструктуры сохраняется, а

изменяется строение тяжей и узлов. Это позволило считать обоснованным применение модели из пентагондодекаэдров для ВПЯМ, учитывая при этом, что тяжи пронизаны пустотами треугольного сечения, а узлы - пустотами тетраэдрической формы.

Из модельных представлений следует, что длина свободной части тяжа / между узлами уменьшается с увеличением толщины стенки тяжа 5, а длина тяжа /0 между центрами тетраэдров не изменяется и определяется только величиной диаметра ячейки: /0 = 0,382й?я.

Для описания модельной структуры важнейшими являются диаметр ячейки с!„ радиусы сферической поры гп и порового канала >\ и размеры тяжа 5 и /. Из приведенных параметров для ВПЯМ достаточно просто определяется величина б/, как среднее значение проекции максимального размера ячейки на плоскость, тогда как нахождение размеров тяжей и каналов представляет значительные трудности. Для их преодоления на основе соответствующих геометрических построений и вычислений установлены зависимости отношений величин 5//0, ///„ и /0/102 (/0 - площадь сечения в центре тяжа) от пористости П и объемной доли поровых каналов рк. Последние определяются взвешиванием и измерением объема образца ВПЯМ и дублируемого ППУ. Важность связи-пористости с геометрией ячеистой структуры обусловлена ее превалирующим влиянием на свойства ВПЯМ при квазистатическом нагружении в условиях малых деформаций.

С использованием построенной модели получено соотношение для расчета удельной поверхности 5 ВПЯМ. Установлено, что величина 5 слабо зависит от П и в значительной степени зависит от с1я. Рассчитанные для модели значения эквивалентного диаметра Д,, характеризующего проницаемость структуры, обратно пропорциональны величине 5 и снижаются с увеличением рк ^'относительной плотности р ВПЯМ.

Проанализировано соответствие модели и установленных зависимостей ВПЯМ из меди (Си) и инвара (36Н). Пространственная структура ВПЯМ-Си,36Н состоит из совокупности связанных в общий каркас многофанников-ячеек в основном с близкой к пентагондодекаэдру формой (рис. 1). Встречающиеся - ячейки с 4- и 6-угольными гранями обеспечивают плотнейшую упаковку всего ансамбля ячеек и высокую степень упорядоченности структуры. Ориентация ячеек и соответственно их тяжей в пространстве носит статистический характер. Форма поры в ячейке близка к эллипсоиду с отношением диаметров 1,1-1,3. Структурная анизотропия такого рода передается с ППУ, в

котором формируется из-за направленного ценообразования полимера.

Рисунок 1 - Микрофотография ВПЯМ-Си, подученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. х40.

При П > 90...92 % ВПЯМ-Си,36Нимеет сетчато-стержневую структуру, характеризующуюся существенно меньшими поперечными размерами тяжей по сравнению с их длиной, незначительным содержанием матричного металла в узлах и проницаемыми гранями. В более плотных ВПЯМ-Си,36Н матричный материал распределяется в утолщенных тяжах, узлах и мембранах на гранях. Образование локально изолированных ячеек происходит преимущественно в мелкоячеистых структурах с < 1...2 мм и характерно в большей степени для ВПЯМ-36Н.

Тяжи представляют собой пустотелые стержни треугольного сечения с переменной площадью по длине, увеличивающейся вблизи узлов. Объем каналов в тяжах практически равен объему полиуретана, удаленного при термоообработке образцов ВПЯМ-Си,ЗбН, поэтому диапазон изменения канальной пористости соответствует р ППУ - 1,5...5,0 %. Толщина стенки тяжа 6 определяется величиной П и ВПЯМ, и при сопоставимых значениях пористости 5 больше для крупноячеистых структур.

Проведены измерения геометрических характеристик тяжей на шлифах образцов ВПЯМ-Си,36Н с варьируемыми в широком диапазоне П и с1я. Экспериментальные зависимости ///0, 5//0 и /0//02 от параметров макроструктуры удовлетворительно совпадают с аналогичными расчетными.

Установлен очень важный с точки зрения механики ячеистых структур факт наличия у тяжей искривленной оси. Введена характеристика кривизны тяжа в виде относительного эксцентриситета ет, который оказался равным 0,006.. .0,015.

Выявлено наличие микропористости Пм в тяжах и узлах ВПЯМ-Си,ЗбН. Механизм ее образования и границы изменения зависят от способа металлизации и параметров макроструктуры каркаса. Более совершенную матричную структуру с меньшей величиной Пм имеют более пористые и крупноячеистые ВПЯМ-Си,36Н. Обнаруженные на поверхности тяжей меж-зеренные границы и поверхностные микропоры, в большей степени характерные для инваровой матрицы, являются потенциальными концентраторами напряжений в случае нагружения пространственного каркаса. Исследованиями подтверждено соответствие матричного материала ВПЯМ-Си,36Н материалу литых аналогов.

Четвертая глава. Механические свойства ВПЯМ-Си.ЗбН. Условия эксплуатации конструкций на основе ВПЯМ-Си,36Н связаны с разными видами деформированного состояния, поэтому при рассмотрении механических. свойств сетчато-ячеистых структур предварительно сопоставлены их кривые деформирования при различных видах нагружения. Установлено подобие вида деформационных кривых ВПЯМ-Си,36Н при сжатии, растяжении и изгибе, связанное с общностью механизмов деформирования и разрушения элементов ячеистого каркаса. Число, протяженность и крутизна четко выраженных участков на диаграмме напряжение - деформация определяются механическими свойствами матрицы, длиной свободной части и толщиной стенки тяжа, причем последние два параметра напрямую связаны

с величиной П и ВПЯМ. Сопоставление фотографий элементов ячеистой структуры на разных стадиях деформации с диаграммами нагружения выявило однозначное их соответствие: переходные участки на диаграммах наблюдались при степенях деформации, соответствующих ярко выраженным изменениям в геометрии тяжей.

От вида нагружения и ориентации тяжей относительно направления действия внешней нагрузки зависят возникающие в них напряжения и деформации. При сжатии ВПЯМ на тяжи с ориентацией в направлении приложения нагрузки действуют сжимающие усилия, на тяжи, расположенные перпендикулярно направлению действия нагрузки, - изгибающие напряжения, а на тяжи, занимающие промежуточное положение, - и те, и другие одновременно. Тяжи с изначально искривленной осью при продольном сжатии одновременно изгибаются, теряют устойчивость, и происходит их угловое смещение. Переход к изгибным деформациям тем резче, чем больше П и с!,, ВПЯМ и лучше пластические свойства матрицы. При растяжении ВПЯМ тяжи нагружены так же, как и при сжатии, но действующие в них напряжения имеют противоположный знак. Соответственно ориентированные в направлении нагрузки тяжи подвергаются растяжению с одновременным распрямлением. Разрыв наступает в наиболее нагруженных тяжах при достижении предельных для материала матрицы напряжений. Сетчато-ячеистая структура предопределяет дискретный характер разрушения из-за неравномерности распределения напряжений по отдельным тяжам и влияния ячеистых пор на развитие магистральной трещины, что подтверждается результатами измерения электросопротивления при нагружении. При изгибе ВПЯМ тяжи в зависимости от пространственной ориентации и расположения в образце находятся под действием нормальных напряжений сжатия и растяжения, изгибающих напряжений или их комбинации.

Для оценки влияния эксцентриситета тяжей на механические свойства ВПЯМ получено и проанализировано уравнение деформируемой оси сжато

изогнутого стержня при малых прогибах :

где Е, I, Iо, е - модуль упругости, момент инерции поперечного сечения, длина и первоначальная стрела прогиба стержня соответственно; Р - усилие сжатия.

В сжато изогнутом стержне в отличие от прямолинейного центрально сжатого прогибы возрастают с момента приложения нагрузки. При наличии несовершенств в структуре материала таких стержней, например, в виде микропористости, их модуль упругости изменяется при нагружении даже в эбласти малых деформаций вследствие проявления неупругих эффектов, ;вязанных с закрытием микропор. После разгрузки и при повторном нагру-

жении стержень с измененными структурным состоянием, формой и упругими свойствами деформируется иначе, чем первоначально.

Экспериментально подтверждено возрастание определяемого по кривым течения модуля упругости ВПЯМ, представляющего собой совокупность искривленных тяжей, при периодическом нагружении в области деформации 0,3... 1,5 % до практически постоянных значений, близких к измеряемым динамическим методом. Из-за совокупного влияния' формы и микроструктуры тяжей и эффектов в зоне приложения нагрузки степень возрастания модуля упругости зависит от качества обработки опорных поверхностей и относительной высоты образцов, пластичности матрицы и параметров макроструктуры ВПЯМ. Теоретически и экспериментально обоснована возможность реализации в конструкционных элементах из ВПЯМ-Си,36Н более стабильного и высокого уровня упругих свойств путем спекания элементов под нагрузкой при контролируемом уровне деформации.

' Поведение модуля упругости ВПЯМ в цикле разгрузка - повторное растяжение аналогично рассмотренному поведению из-за действия перечисленных структурно-геометрических факторов.

Определены прочностные свойства ВПЯМ-Си,36Н с изменяющимися в

широком диапазоне Пи при кратковременном сжатии, растяжении и изгибе (рис.2). Уменьшение показателей прочности ВПЯМ с увеличением жесткости режима нагружения связано с различиями в механизме деформирования элементов сетчато-ячеистого каркаса и с поведением в них межчастичных контактов. Установлено, что основными несущими нагрузку элементами каркаса являются тяжи, а влияние мембран на формирование механических свойств не столь выражено. - ... .

Влияние величины на прочностные свойства ВПЯМ-Си,36Н неоднозначно и определяется совокупностью таких установленных факторов, как вид нагружения, материал матрицы, ее структурное совершенство и пластичность, морфология ячеистой структуры и ее плотность. При сжатии наблюдается тенденция, к увеличению предела пропорциональности при сжатии с уменьшением <1, при сопоставимых значениях П, характерная в большей степени для более плотных сетчато-ячеистых структур из инвара и меди и обусловленная возрастанием устойчивости коротких и тонкостенных тяжей по сравнению с устойчивостью длинных и толстостенных тяжей. При растяжении ВПЯМ-Си,36Н несколько больший уровень значений аещ характерен для крупноячеистых структур с более длинными и гибкими тяжами, которые менее чувствительны к различного рода несовершенствам матрицы. В таких структу-

Рисунок 2 - Изменение прочностных свойств ВПЯМ-36Н в зависимости от пористости

рах в меньшей степени проявляется неравномерность распределения напряжений по тяжам, которые к тому же обладают лучшей способностью к переориентации по отношению к направлению действующей нагрузки. Сказанным объясняются более высокие значения предела прочности а„ при растяжении, измеряемого после значительной деформации, для ВПЯМ- Си,36Н с большими значениями

Зависимость прочности на разрыв ВПЯМ-Си,36Н от пористости наилучшим образом аппроксимируется степенной функцией с уменьшающимся по линейному закону с ростом П показателем степени из-за сопутствующего снижения при этом микропористости матрицы. Результаты измерения прочности устойчиво коррелируют с результатами измерения таких структурно-чувствительных характеристик, как электропроводность и скорость прохождения ультразвуковых колебаний (УЗК) в образцах ВПЯМ-Си,36Н, что позволяет применять эти методы испытаний для исследования контактообразо-вания в материалах с сетчато-ячеистой структурой. Обнаруженное возрастание относительного удлинения после разрыва 5 образцов ВПЯМ-Си,36Н с увеличением Пиг/я также связано с улучшением микроструктуры материала тяжей и увеличением их деформативности. В области пластических деформаций от 2-4 % до разрушения образцов значения сужения у практически на порядок меньше соответствующих значений 8. Полученные зависимости коэффициента Пуассона при статическом растяжении рр и сжатии [хс от величины деформации и параметров макроструктуры свидетельствуют о том, что изгибные деформации тяжей проявляются в большей степени при сжатии вследствие особенностей поведения межчастичных контактов в несущих элементах каркаса. Динамический метод измерения коэффициента Пуассона не приводит к изменениям микро- и макроструктуры образцов ВПЯМ и их формы. При этом виде испытаний значения илин в зависимости от П и с1я ВПЯМ-Си,36Н изменяются в диапазоне 3,15...0,32, тогда как при статических испытаниях рс=0,02...0,14 и = =0,03...0,07 (рис.3).

Принимая, что в ячейке-додекаэдре тяжи в виде прямолинейных ггержней с поперечным сечением /о и длиной /0 соединены между собой с томощью шарниров, работают только на растяжение - сжатие и деформируются в пределах пропорциональности, сохраняя при этом устойчивость, юлучили с использованием энергетического метода расчетные зависимости да модулей Юнга Е и сдвига б ВПЯМ:

е, %

Рисунок 3 - Зависимость коэффициента Пуассона ВПЯМ-Си от величины деформации

Е = 0,тЩ*-; в = 0,0644" Еи, ¡2 ¡г м

'о 'о

где Ем - модуль Юнга матричного материала.

Найденные зависимости качественно правильно объясняют поведение модулей упругости в зависимости от характеристик микро- и макроструктуры и хорошо согласуются с экспериментальными зависимостями для ВПЯМ-Си,36Н. Расхождение наблюдается для сетчато-ячеистых структур с пористостью более 92-94 % из-за неучитываемых моделью изгибных деформаций тонкостенных тяжей.

Определены значения модулей упругости ВПЯМ-Си,36Н с изменяющимися в широком диапазоне параметрами макроструктуры при сжатии £с,

растяжении I? и динамических методах испытания £ИЧ3 (при изгибных колебаниях) и Еуж (при ультразвуковом прозвучивании) (рис.4). По существу ВПЯМ следует рассматривать как разномодульный материал, поскольку уровень реализуемых в нем значений показателей жесткости при различных видах нагружения определяется видом действующих напряжений и характером поведения межчастичных контактов в элементах сетчато-ячеистой

структуры. По этой причине значения измеренных модулей у погости располагаются следующим образом в порядке убывания: £УЗК, Е у

Зависимость модуля упругости ВПЯМ-Си,36Н от величины (1, связана с опосредованным влиянием последнего на механизм деформации силовых элементов каркаса с различающимися геометрическими и структурными параметрами. Как и в случае прочностных показателей, снижение жесткости ВПЯМ-Си,36Н с увеличением пористости описывается степенной функцией, у которой показатель степени уменьшается из-за снижения эффективной площади тяжей и улучшения качества межчастичных контактов в более ажурных структурах.

Исследовано поглощение механических колебаний сетчато-ячеистыми структурами при различных видах напряженного состояния и уровне напряжений. Обнаружено возрастание логарифмического декремента затухания изгибных колебаний образцов ВПЯМ-Си,36Н от 1 до 3 % при переходе от плотных и мелкоячеистых структур к более пористым и крупноячеистым, для которых характерны утонченные и удлиненные тяжи с высокой пла-

П,%

Рисунок 4 - Зависимость упругих свойств ВПЯМ-36Н от пористости

стичностью. Собственная частота при изгибных колебаниях образцов ВПЯМ в воде уменьшалась на 23-24 % из-за влияния массы жидкости. Эффект проявлялся сильнее с увеличением П образцов вследствие возрастания массы жидкости в их поровом пространстве и в структурах с меньшим с1я и соответственно с более высоким гидравлическим сопротивлением, затрудняющим перетекание подвижной фазы. Логарифмический декремент затухания колебаний образцов ВПЯМ в воде был на порядок выше, чем на воздухе.

При продольных колебаниях сетчато-ячеистых образцов, нагруженных массой, отмечалось совпадение декремента колебаний с получаемым при испытаниях образцов в нормальных условиях, если амплитуда напряжений не превышала (0,15...0,2) а"пц, и его резкое возрастание и срезание пика на амплитудно-частотной характеристике при большем уровне напряжений.

При ударном сжатии для ВПЯМ-Си независимо от параметров макроструктуры характерно проявление свойств упругого ударопоглощающего материала, а для ВПЯМ-36Н - неупругого. Сетчато-ячеистые элементы из меди снижали пиковое ускорение в несколько раз при одновременном размытии фронта ударной волны. Образцы ВПЯМ-36Н проявляли способность к поглощению энергии при уровне развиваемых в них напряжений > и вели себя как жесткие конструкции при более низких значениях сг,',.

Исследовано демпфирование ударных волн преградами на основе ВПЯМ в ближней и дальней зоне взрыва. Обнаружено быстрое (в 2-4 раза) затухание скорости УВ с увел1гчением толщины слоя от 5 до 35 мм и уменьшением (¿„ и р ВПЯМ. При переходе от однородных к слоистым преградам из ВПЯМ с различной динамической сжимаемостью слоев затухание УВ проявляется больше. По гашению скорости УВ конструкции из ВПЯМ превосходят наиболее эффективные демпферы из низкоплотного пенопласта, фторопласта и свинца, при этом они снижают давление в 1,5-3,5 раза и размывают фронт,УВ, что приводит к затянутому нарастанию давления.

Установленные закономерности, связывающие каркасные и структурные свойства ВПЯМ-Си,36Н, являются основой для проектирования конструкций из ВПЯМ с заранее заданными эксплуатационными характеристиками. В то же время они подводят к необходимости^ ряде случаев модифицировать сетчато-ячеистую структуру компактнымй^элементами для формирования в ней принципиального нового уровня механических и теплофизиче-ских свойств, недостижимого в однородной структуре. На примере армированных параллельными ребрами пластин ВПЯМ-фйТбН показано, что мйж-но увеличить их жесткость в соответствующих плоскостях и направлениях в 1,4-5,5 раза по сравнению с однородным сетчато-ячеистым материалом (при сопоставимых значениях параметров макроструктуры), а коэффициент теплопроводности - в 1,5-2,8 раза.

Пятая глава. Изучение структуры и свойств зоны соединения сетчато-ячеистых структур с компактными и пористыми элементами при создании композитов на основе ВПЯМ. Невысокие абсолютные показатели каркасных свойств ВПЯМ-Си,36Н в сочетании с развитой поверхностью

ограничивают применение способов их соединения, связанных с расплавлением сетчато-ячеистой матрицы и ее нагревом проходящим током с приложением значительных удельных давлений. Пайку фольгированными припоями рассматривали как наиболее приемлемую для получения сетчато-ячеистых композитов, учитывая при этом такие факторы, как незначительная относительная площадь контакта тяжей с поверхностью присоединяемого элемента, наличие канальной пористости в тяжах и сложная морфология их поверхности. Выявлены закономерности формирования паяного соединения между сетчато-ячеистыми структурами из меди и инвара и компактными аналогами в зависимости от состояния поверхности соединяемых элементов, химического состава припоя, температурно-временных и механических параметров процесса пайки. Показано влияние канальной и матричной порис-тостей, играющих роль своеобразных капилляров для расплавленного припоя, на развитие диффузионных процессов в существенно разноплотных элементах и на границе между ними. Неоднородность, вносимая припоями в состав материала композитов, а также предваряющая пайку подготовка поверхности ВПЯМ обусловили поиск и изучение нетрадиционных методов соединения сетчато-ячеистых и литых структур.

Установлено, что скорость осаждения меди из сульфидных растворов не зависит от типа подложки, а определяется первоначально наличием на ее поверхности активных центров для восстановления ионов меди, а в последующем - условиями протекания автокаталитической реакции. Это позволило обосновать возможность формирования равномерного однородного металлического покрытия на комбинированных моделях в виде открытоячеи-стого ППУ с расположенными в нем медными элементами. При химическом осаждении меди образовывались галтели в переходных зонах между медным покрытием на литых элементах и покрытием на находящихся с ними в механическом контакте полимерных тяжах. Исследованы закономерности спекания композиционных металлополимерных систем в окислительно-восстановительном цикле. Формирование металлической связи между мак-ронеоднородными средами зависит от состояния поверхности литых элементов, толщины медного покрытия, определяемой пористостью и диаметром

ячейки высокопористой матрицы, и условиями термообработки композиционного материала.

Определены количественные показатели перечисленных параметров, обеспечивающих неразрывность структуры и физико-механических свойств в переходных зонах между существенно разно-плотными структурами композита (рис. 5). Рисунок5-Зонасоединения тяжа Доказано, что наиболее значимым фак-ВПЯМ-Си с литой медью, х 50. ТОРОМ для процесса: контактообразования

является объемное изменение высокопористой матрицы при спекании. Его допустимый диапазон в зависимости

от П и с1, ВПЯМ-Си, совокупностью которых определяется толщина медного покрытия, равен 2- 5 %, ;

Изучены процессы электрохимического осаждения меди на металлополимерные модели, в которых придание • электропроводящих свойств полимерной составляющей осуществлялось химическим меднением. Показано влияние металлического компонента модели на распределение электрод- • , '

ного процесса по поверхности тяжей в ; я ' '''

зависимости от . толщины слоя сетчато-

ячеистой матрицы, ее удельной поверхности и Рисунок 6 - Область контак-пористости. Обоснована применимость та структурного элемента

А * 1 ГЧ I—Г /Т1 / -—1 V

электрохимической .. . металлизации для В ^М"Си с литой мсдью' формирования заданных, структурных и

каркасных свойств в переходной зоне и по объему сетчато-ячеистого композиционного материала (рис.6).

При исследовании спекания обезвоженных суспензий из смеси карбонильных порошков железа (64 % вес.) и никеля (36 % вес.) с органическим связующим установлено, что из-за стремления пористой системй к уменьшению запаса свободной энергии при температуре спекания имеет место уменьщение суммарной поверхности заготовки и соответственно ее размеров независимо от. объемного или пленочного состояния (толщины) слоя суспензии. Рассмотрены процессы контактообразования при спекании между лит^ыми элементами из инвара с нанесенным слоем суспензии и термооб-работанным при 940-970 °С ВПЯМ-36Н, в котором произошли основные объемные изменения. Величина искусственно сформированных микронеровностей на элементах, толщина слоя суспензии, соотношение в ней твердой и жидкой составляющей и величина с/„ матрицы влияют на прочностные и электропроводящие свойства переходной зоны матрица-элемент. Обоснованы параметры процесса, формирующие комплекс физико-механических свойств в указанной зоне на уровне свойств сетчато-ячеистого каркаса и эбеспечивающие идентичность химического состава в объеме композиционного материала.

Установленный факт идентичности усадки обезвоженных суспензий в объемном и пленочном состоянии при условии одинаковой дисперсности истиц порошка и их плотности укладки в исходной суспензии позволил эбосновать возможность конструирования композиционных ВПЯМ-36Н путем снятия позитивной реплики с металлополимерных моделей. В моделях функциональные элементы и сетчато-ячеистый каркас получали из суспен-!ии на основе порошков железа и никеля, а в процессе однократного спека-гая и гомогенизации в составляющих композита сформировался сплав 36Н. Леталлографический анализ зоны соединения ВПЯМ-36Н со спеченными шваровыми элементами свидетельствует об отсутствии выраженной грани-

цы между двумя типами структур й органичном перерастании одной в другу» (рис. 7). Изучение физико-мехшических свойств показало, что переходная зона не является ослабленным звен<м в высокопористом инваровом композите независимо от параметров макроструктуры сетчато-ячеистой матрицы.

Исследован процесс контакто-образованая между литыми элементами и сетчато-ячеистой матрицей при комбинированном суспензионно-электрохимическом осаждении покрытия на металло-полимерцую модель. На этот процесс влияют состояние поверхности элементов, структурно-геометрические параметры дублируемого полимера, соотношение объемов нанесенного суспензионного и электрохимического покрытия и режимы спекания. Возможно создание комбинированным методом высокопористых композитов из нержавеющей стали и никель-хромового сплава (рис.8). Установлена трансформация слоистой структуры тяжей по мере развития процессов диффузйи и гомогенизации. Роль промежуточного покрытия из фосфористого никеля заключается в активации спекания на границе между суспензионным и электрохимическим слоем тяжей и в локализации усадки в их внутренней порошковой области. Процессы осаждения основного компонента сплава на металлополимерные модели подчиняются общим закономерностям распределения электрохимических реакций в пористых электродах, что обусловливает наличие в композите зоны с повышенной микронеоднородностью. Однако ее протяженность не превышает матрицы; вне этой зоны содержание компонентов в матрице соответствует материалу литого элемента.

Изучены композиционные сетчато-ячеистые материалы с переменными по объему пористостью и диаметром ячейки и обусловленными ими каркасными свойствами. Создание таких материалов основано на предварительном механо-химико-термическом воздействии на структуру дублируемой модели с целью формирования в ней программируемого изменения с1к. При сжатии ППУ в условиях одностороннего нагрева вследствие его низкого коэффициента теплопроводности деформация полимерных тяжей локализуется в поверхностных слоях в соответствии с распределением температуры

Рисунок 7 - Микрофотография переходной зоны между ВПЯМ-36Н и спеченным инваром, х 50.

Рисунок 8 - Микроструктура контактной зоны «тяж ВПЯМ-Х25Н75 - литой нихоом». х 160.

по толщине образца. На воздухе при температуре 190-220 "С в ППУ происходят реакции окисления уретановых звеньев, вызывающие ухудшение прочностных и пластических свойств тяжей и, как следствие, формирование градиента с!я в соответствующем направлении в ограниченном по толщине слое. Из-за влияния величины удельной поверхности на скорость осаждения меди при химической металлизации интегрального ППУ в полученных после спекания образцах ВПЯМ-Си й?„ изменялся по высоте в 2-4 раза, а пористость - на 10-17 %, причем диапазон варьирования параметров макроструктуры напрямую определялся предысторией получения модели из ППУ.

Градиент структурных свойств возрастал при электрохимическом меднении интегрального ППУ. Выбрав соответствующую плотность тока, расположение анодов, состав электролита и исходную дублируемую структуру, получили пластины ВПЯМ-Си с изменяющимися по высоте образца р в 2-6 раз и более чем на порядок. Микроскопические исследования показали постепенное изменение морфологии пористой структуры при переходе от наружного слоя к сердцевине интегрального ВПЯМ-Си.

Дискретное изменение величины П и ¿а по высоте образца ВПЯМ-Си получали дублированием комбинированных моделей, состоящих из находящихся в механическом контакте пластин ППУ с отличающимися значениями с!я. Металлографическими и механическими испытаниями зон соединения разноплотных структур обнаружены металлические контакты между тяжами разной длины, прочность которых превосходила прочность тяжей более крупноячеистой и пористой структуры. Анализ кривых деформирования материалов при изгибе свидетельствует о большей жесткости структуры интегральных ВПЯМ-Си по сравнению с однородной медной сетчато-ячеистой структурой при том же расходе материала на единицу объема образца.

Для повышения устойчивости тяжей к изгибным деформациям, сохраняя на неизменном уровне фактическую длину тяжей, уменьшали их эффективную длину путем вспенивания мелкоячеистого ППУ в крупноячеистом. В искусственно полученной модели длинные полиуретановые тяжи соединялись более короткими и тонкими тяжами. У медной и инваровой реплик с синтактных моделей величина модуля упругости при сжатии была на 27-52 % выше, чем у крупноячеистой составляющей, при сопоставимых значениях пористости.

Исследовано контактообразование при спекании металлических порошков из широкой гаммы материалов в виде свободно уложенных частиц или суспензионных покрытий с сетчато-ячеистыми структурами (рис. 9). Показана роль элементов каркаса в противодействии усадке спекаемых порошковых структур толщиной от 2-3 диаметров частиц порошка и

Рисунок 9 - Переходная зона «ВПЯМ-Си - спеченный слой из порошка БрОФ 10-1». х 50.

формировании у них программируемых геометрических, механических и гидравлических характеристик.

Шестая глава. Получение изделий с функциональными составляющими из ВПЯМ и других высокопористых структур, исследование их эксплуатационных характеристик. Образование макродефектов в крупногабаритных образцах ВПЯМ суспензионного формования обусловлено превышением напряжений, возникающих в тяжах от трения образца о подложку, прочностных свойств образцов на ранних стадиях спекания, когда каркас из отдельных металлических частиц удерживается за счет сил трения между ними и связывающими их частицами углерода. Отсутствие реальной возможности повышения прочности неспеченных элементов каркаса и устранения усадочных явлений обусловило разработку способа спекания крупногабаритных образцов ВПЯМ на пластинах из обезвоженной суспензии. Благодаря синхронной усадке заготовки ВПЯМ и пластины при спекании за счет одинакового исходного состава суспензий существенно снижается уровень внутренних напряжений в тяжах и предотвращается их разрушение. Тем самым решена проблема масштабного фактора, существовавшая в суспензионной технологии получения ВПЯМ, и изготовлены образцы ВПЯМ-36Н с размером в плане более 400x400 мм.

Разработана новая конструкция несущей платформы на основе ВПЯМ-36Н для установки высокоточных оптико-электронных приборов в космических аппаратах. Для пластины из ВПЯМ-36Н с соответствующими параметрами макроструктуры и механическими свойствами не требуются в отличие от сотового заполнителя внешние обшивки. Крепежные элементы из обезвоженной суспензии на основе порошков железа и никеля устанавливали в крупногабаритную заготовку ВПЯМ-36Н и спекали. Инваровые платформы с сетчато-ячеистой основой имели одинаковую с сотовыми конструкциями среднюю плотность, однако превосходили их по размерной стабильности и простоте технологии изготовления. ■

По разработанной технологии изготовлено несколько модификаций трехслойных «сэндвичевых» инваровых зеркал с сетчато-ячеистым 'заполнителем диаметром до 0,3 м; Несущие слои конструкции выполнялись из литого инвара или методом лиТья суспензии и присоединялись с помощью суспензии к заготовке соответственно подспеченного и неспеченного заполнителя, трехслойные заготовки спекались. Оптимизация структурно-геометрических параметров заполнителя и внешних пластин позволила снизить вес трехслойных зерйл по сравнению с монолитными в 3,2 раза при сопоставимых деформационных характеристиках. Повысить жесткость облегченного зеркала, оцениваемую по прогибу отражающей поверхности под действием собственного веса зеркала, в 2-3 раза удалось путем армирования заполнителя двухъярусной системой ребер из инвара, при этом весовые характеристики зеркала остались неизменными за счет уменьшения пористости заполнителя. Зеркала обладают высокой размерной стабильностью, так-как все их элементы выполнены из инвара.

Предложен способ получения крупногабаритных охлаждаемых инва-ровых зеркал для информационно-оптических систем. Вес зеркала с размером в плане 0,35x0,35 м был ниже веса зеркала сравнения в 3,5 раза. Струк-туро- и формообразующие элементы для получения облегченной основы и системы охлаждения зеркала выполнялись из пенополистироловых сфер, а дублирование макета осуществлялось литьем суспензии и спеканием. По результатам испь1тания макета крупногабаритного зеркала на стенде электронно-лучевого нагрева при удельных тепловых нагрузках и 40 Вт/см2 рассчитан коэффициент термических деформаций зеркала, составивший « 2,5-10° мкм/Вт. Деформации имели упругий характер, и после снятия лучевой нагрузки происходил возврат отражающей поверхности к исходной.

Разработана технология изготовления размеростабильных инваровых рефлекторов с уравнением поверхности х' + у2 = 47% состоящих из отражающего слоя и сетчато-ячеистой основы с размещенными в ней узлом разгрузки и ребрами жесткости. Установлены оптимальные соотношения между структурно-геометрическими характеристиками составляющих элементов рефлектора, минимизирующие его вес и величину микронеровностей рабочего слоя. Вес рефлекторов диаметром 0,25 м составлял 0,18.. .0,20 кг. Испытания рефлекторов при воздействии импульсных и циклических нагрузок различной интенсивности и широкого спектрального состава, а также криогенных и повышенных температур показали надежность разработанной конструкции и технологии.

Разработана уникальная технология изготовления крупногабаритных медных зеркал с сетчато-ячеистым заполнителем для оптического телескопа, основанная на дублировании металлополимерного макета в виде трехслойного «сэндвича» из медных пластин и пластины ППУ и на его термообработке. Структурно-геометрические параметры заполнителя и внешних слоев и схема расположения узлов крепления, обеспечивающих заданную деформацию оптической поверхности и весовые характеристики зеркала, определялись с помощью методов математического моделирования. Созданные зеркала шестигранной и круглой формы с характерным размером 0,42-0,84 м имели вес в 3-5 раз ниже, чем монолитное зеркало с сопоставимым прогибом оптической поверхности; при этом за счет сообщающейся пористости заполнителя был решен вопрос термостабилизации зеркал.

Разработанная технология в сочетании с пайкой фольгированным припоем применялась при изготовлении уникальных конструкций крупногабаритного облегченного охлаждаемого медного зеркала с корпусом и теплообменником из ВПЯМ-Си и сферического зеркала с управляемой формой оптической поверхности с заполнителем из ВПЯМ-Си, к которому присоединялись толкатели актюаторов. В активном зеркале исключается точечный характер силового воздействия актюаторов на отражающую пластину, а управление формой ее поверхности осуществляется путем контролируемого упругого деформирования пластины и ее сетчато-ячеистого основания из ЗПЯМ.

Разработана конструкция и изготовлены плоские медные лазерные зеркала с армированными теплообменниками из ВПЯМ-Си для оптической системы 23- кВт С02-лазсра. Теплообменники получали химическим меднением металлополимерных моделей и соединяли с корпусом и отражающей пластиной методом пайки. Испытания зеркал на стенде электронно-лучевого нагрева и в составе изделия показали их более высокую надежность при тепловых нагрузках и 40 Вт/см2 по сравнению со штатными зеркалами.

Способ химического и суспензионно-электрохимического дублирования металлополимерных моделей широко применялся при изготовлении нового вида теплообменных устройств в виде одиночных или множества труб с высокоразвитой сетчато-ячеистой поверхностью теплообмена из меди и других металлов и сплавов, сформированной снаружи или внутри труб. Исследована фильтрация нагретого воздуха сквозь установленные в трубах вставки из ВПЯМ-Си при отводе тепла через непроницаемую стенку, омываемую охлаждающей жидкостью. Получены обобщенные зависимости для расчета теплоотдачи и гидравлического сопротивления теплообменных элементов в широком диапазоне изменения структурно-геометрических характеристик вставок из ВПЯМ-Си и параметров теплообменивающихся сред. Экспериментально обоснована интенсификация (в 2,6-4,5 раза) поверхностной теплоотдачи с улучшением качества соединения вставок со стенками, достигаемым при переходе от механического к металлическому контакту между ними. Формирование во вставках из ВПЯМ сквозных или глухих каналов позволяет снизить в 2-10 раз гидропотери при сохранении высокого уровня теплоотдачи, обеспечиваемого преимущественно за счет эффективного перемешивания и турбулизации потока воздуха в сетчато-ячеистой структуре. Эти закономерности использованы при создании теплообменников с перфорированными матрицами из ВПЯМ-Си.

Эффект увеличения поверхностной теплоотдачи на границе высокопористого слоя и непроницаемой стенки с переходом от несовершенного к совершенному контакту подтвержден при исследовании теплогидравлических характеристик труб с наружным оребрением из ВПЯМ-Си при поперечном обтекании труб потоком воздуха и движении воды внутри труб. Установлена зависимость безразмерных коэффициентов теплоотдачи от воздуха к поверхности труб и зависимость гидравлического сопротивления матрицы воздушному потоку от числа Рейнольдса, которые могут быть использованы и для других теплоносителей. При равных значениях мощности на прокачку теплоносителя на единицу поверхности теплообмена трубы с сетчато-ячеистым оребрением превосходят по коэффициенту теплоотдачи трубы с традиционным пластинчатым оребрением в 1,2-2,1 раза.

На основе сетчато-ячеистых матриц из никель-хромового сплава были созданы и успешно испытаны каталитические теплообменные элементы для сжигания метана в водогрейных котлах мощностью » 10 кВт.

Экспериментально обоснована возможность достижения нового комплекса эксплуатационных свойств в конструкциях на основе сотовых структур за счет их модификации сетчато-ячеистыми материалами. Химическим

меднением сотового блока с призматическими элементами из ППУ, расположенными внутри шестигранных ячеек, был получен заполнитель для трехслойного облегченного медного зеркала. За счет увеличения числа и площади контактов тепловоспринимающей пластины с композиционным заполнителем и уменьшения размеров «микрозеркал» над пустотами ячеек обеспечивалось уменьшение толщины пластины без проявления рельефа сотовой структуры. Некоторое ухудшение весовых характеристик зеркала компенсировалось улучшением его термостабильности благодаря отводу тепла от отражающей пластины по стенкам сот и сетчато-ячеистому каркасу.

Методом пайки изготовлено охлаждаемое инваровое зеркало с проточным каналом в сотовой основе для прокачки теплоносителя. Для интенсификации теплоотдачи между тыльной поверхностью отражающей пластины и проточным каналом внутри ячеек сот располагались призматические элементы из ВГТЯМ-36Н, имеющие металлическую связь с сопрягаемыми частями зеркала. Сетчато-ячеистые вставки повышали локальный коэффициент теплоотдачи среды, заполняющей ячейки сот, и обеспечивали кондук-тивный перенос тепла по каркасу к проточному каналу.

Предложено использовать элементы из ВПЯМ вокруг внутренних армирующих подкреплений (втулок, профилей) в сотовом заполнителе трехслойных панелей. Такое конструкторское решение позволило устранить неравномерность распределения напряжений в области сопряжения панелей с корпусом и повысить технологичность и надежность их сборки, что подтверждено серией специальных стендовых испытаний.

Разработана конструкция и технология изготовления двухслойных фильтров для очистки сжатого воздуха, состоящих из сетчато-ячеистого опорного слоя и фильтрующего слоя из спеченного порошка. Для фильтров характерны низкие потери давления при фильтрации воздуха и высокая степень удаления твердых частиц и аэрозольных примесей, достигающая 99 %. Исследован механизм улавливания аэрозолей при одно- и двухкомпонент-ном их составе (вода и вода-масло). Эффективность работы двухслойных пе-эегородок, подтвержденная многочисленными стендовыми и натурными испытаниями, явилась основанием для их серийного производства.

Приложение. Как дополнение к работе рассмотрено применение концепции дублирования сложносоставных моделей для получения трехслой-шх зеркал из алюминиевого сплава со структурным облегченным слоем 1чеистого типа. Предложено в качестве модели использовать макет зеркала, ¡ыполненный из пенополистирола, а его трансляцию в металлическую кон-лрукцию осуществлять методом литья расплава. Созданные зеркала диаметром 0,84 м весили не более 40 кг и обладали при этом удовлетворитель-юй жесткостью и точностью рабочей поверхности.

Отдельно представлен новый способ конструирования облегченных :арбидокремниевых зеркал с сетчато-ячеистым заполнителем, основанный [а трансформации в процессе многостадийной термообработки трехслойно-о макета из кремненаполненных полимерных структур в конструкцию из :арбидокремниевого материала. По точности рабочей поверхности и удель-

ной массе, составляющей 36...45 кг/м2, созданные зеркала из карбида кремния не уступают зеркалам из бериллия, превосходя их в несколько раз по температурной стабильности.

Представлены акты испытаний и внедрения, подтверждающие широкое использование результатов выполненных исследований и их большую научную и техническую значимость (всего более 30 документов).

Общие выводы.

1. Расширены представления о закономерностях деформирования многогранных пространственных решеток, обосновывающие зависимость возникающих напряжений и деформации в тяжах от вида нагружения и их ориентации относительно направления действия нагрузки. В основе механизма деформации лежит сжатие с одновременным изгибом или растяжение с выпрямлением тяжей с искривленной осыо. Пористость и диаметр ячейки ВПЯМ, определяя размеры и микроструктуру тяжей, оказывают решающее влияние на характер деформации. Признаком действия изгибающих напряжений в тяжах, несовершенства их микроструктуры и статистически распределенной ориентации является изменение модуля упругости ВПЯМ в цикле разгрузка - повторное нагружение в области малых деформаций.

2. Изменение прочностных и упругих свойств в зависимости от пористости описывается степенной функцией с показателем разупрочнения, уменьшающимся при возрастании совершенства матричной структуры. Диаметр ячейки влияет на механические свойства опосредовано, изменяя механизм деформации тяжей с различным отношением длины к площади поперечного сечения. Влияние жесткости режима нагружения на изменение прочностных и упругих свойств обусловлено характером поведения межчастичных контактов в тяжах и различными механизмами исчерпания несущей способности тяжей.

3. Формирование макро- и микроструктуры ВПЯМ определяется законами симметрии пространственных систем и процессами роста, гомогенизации и спекания металлических покрытий на трехмерных полимерных решетках. Характерные размеры силовых элементов сетчато-ячеистого каркаса и степень их структурного совершенства зависят от пористости и диаметра ячейки ВПЯМ-Си,36Н, что удовлетворительно согласуется с модельными представлениями ячейки ВПЯМ в виде пентагондодекаэдра.

4. Пространственные многогранные решетки и слоистые композиты на их основе эффективно снижают скорость, давление и размывают фронт ударной волны в ближней и дальней зоне взрыва, а также препятствуют передаче детонации. При циклическом нагружении у ВПЯМ обнаруживаются высокие демпфирующие свойства, имеющие тенденцию к возрастанию с ростом пластических свойств каркаса и величины прикладываемого напряжения, и способность к поглощению ударной энергии с проявляемыми в зависимости от параметров микро- и макроструктуры свойствами упругого и неупругого изолятора.

5. Исследована теплоотдача на границе непроницаемой стенки с сет-чато-ячеистой структурой в широком диапазоне изменения пористости и диаметра ячейки структуры и параметров теплоносителей. Получены обобщенные зависимости для расчета тепловых и гидравлических характеристик теплообменных труб с наружным и внутренним оребрением из ВПЯМ-Си. Обнаружено существенное влияние качества контакта оребрения с трубой на процесс теплопередачи. Предложена эффективная схема уменьшения гидравлического сопротивления высокопористой структуры путем формирования пустот различной масштабности при сохранении теплообменной способности труб.

6. Сформулированы принципы управления комплексом свойств ВПЯМ, основанные на модифицировании однородного сетчато-ячеистого каркаса компактными или пористыми структурами. Обоснованы пространственно-временные параметры построения модифицирующих структур в зависимости от природы матричного материала и способа осаждения покрытия на полимерную подложку, формирующих новый уровень физико-механических и структурно-гидравлических свойств в макро- и микрообъемах композиционного ВПЯМ.

7. Изучены закономерности контактообразования между литыми или пористыми элементами и сетчато-ячеистыми материалами на стадии формирования их макро- и микроструктуры при химическом, суспензионном или гуспензионно-электрохимическом осаждении металла на пространственные полимерные решетки и спекании. Установлены физико-химические параметры процессов, обеспечивающие формирование органичного металлического перехода между существенно разноплотными материалами и соответствие свойств и микроструктуры области контакта аналогичным характеристикам сетчато-ячеистых структур из металлов и сплавов.

8. Предложена концепция создания конструкций со структурным сло-;м из ВПЯМ-Си,36Н, основанная на переходе от традиционной модели из эткрытоячеистого ППУ к сложносоставным моделям, состоящим из ППУ и леталлических или металлосодержащих элементов. Химико-термическая обработка сложносоставных моделей позволяет получать в рамках единого -ехнологического процесса медные и инваровые конструкции с заданными псовыми, термодеформационными, теплогидравлическими и другими экс-ьтуатационными характеристиками. Обоснована применимость концепции в :лучае выполнения сложносоставной модели из полимерного материала и :ремненаполненных полимерных систем.

9. С использованием разработанных, не имеющих аналогов техноло-ических процессов созданы уникальные крупногабаритные облегченные 1едные, инваровые, алюминиевые и карбидокремниевые зеркала с сетчато-чеистой структурой облегчения, охлаждаемые элементы силовой оптики, 'азмеростабильные легковесные инваровые рефлекторы, платформы и трех-лойные панели, выпускаются теплообменные трубы и устройства из широ-ой гаммы материалов, освоено серийное производство двухслойных фильт-ов.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Анциферов В.Н., Аполлонов В.В., Данченко Ю.В. и др. Высокопористые материалы в лазерной оптике. Проблемы и перспективы //Квантовая радиофизика: Препринт Ин-та общей физики АН СССР. - M., 1988. - Ч. 1. 63 е.; 4.2. 64 с.

2. Анциферов В.Н., Малинин А.Г., Данченко Ю.В. и др. Математическое моделирование деформаций крупногабаритного зеркала из высокопористого ячеистого металла //Оптико-механическая промышленность. - 1988. -№8.-С.9-11.

3. Анциферов В.Н., Малинин А.Г., Данченко Ю.В. и др. Снижение деформаций рабочей поверхности крупногабаритных лазерных зеркал //Оборонная техника. - 1990. - № 2. - С.56-59.

4. Antsiferov V.N., Danchenko Yu.V., Kulakov S.V. Composite High Porous Cellular Metals //Moskow International on Composites Conference. - London-New York: Elsevies, 1990. - P.884-887.

5. Данченко Ю.В., Анциферов B.H., Саваков Д.И. Возможности создания термоинвариантного облегченного зеркала //Вопросы оборонной техники. - 1991. -№ 5. -С.50-52.

6. Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Кулаков C.B. Технологические аспекты создания оптических элементов на основе высокопористых проницаемых ячеистых материалов //Вопросы оборонной техники. -1991. - № 3. -С.54-57.

7. Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Волегов А.Н. и др. Создание крупногабаритных лазерных зеркал методом литья //Вопросы оборонной техники. - 1991. - № 9. - С.46-47.

8. Аксннин В.И., Данченко Ю.В., Иванова Е.А и др. Крупногабаритное сферическое адаптивное зеркало// Оптика атмосферы и океана. - 1992. - Т.5. -№ 3. - С.257-261.

9. Gortyshov Yu.F., Popov I.A., Danchenko Yu.V. Study of Heat Exchange and Hydrodynamics in Various HPCM-Base Heat Exchangers //New Development in Heat Exchangers: 1993 ICHMT International Symposium. - Lisbon, 1993.-P.3.6-3.13.

10. Данченко Ю.В., Анциферов B.H., Тарасов A.B. Двухслойные фильтры для установок очистки сжатого воздуха //Химическая промышленность. - 1994. -№ 3. - С.42-45.

11. Анциферов В.Н., Швейкин Г.П., Данченко Ю.В. и др. Анализ фазо-структурных превращений системы пенополиуретан - фенолформальдегид-ная смола - кремний в процессе трансформации в карбид кремния //Журнал прикладной химии. - 1994. - Т.67 - В.6. - С.977-981.

12. Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Кулаков C.B. Металлооптика на основе высокопористых ячеистых структур: технологические аспекты изготовления//Оптический журнал. -1995. - № 2. - С.55-59.

13. Данченко Ю.В., Кулаков C.B. Композиты на основе высокопористых проницаемых материалов//Физика и химия обработки материалов. -1995. - № 6. - С.114-120.

14. Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Назаренко H.A. Опыт изготовления облегченных зеркал из композиционного керамического материала //Оптический журнал. -1998. - Т.65, № 2. - С.88-90.

15. Данченко Ю.В., Саваков Д.И. Композиционные материалы на основе сетчато-ячеистых структур //Физика и химия обработки материалов. -

1998. - № 2. - С.84-89.

16. Кулаков C.B., Данченко Ю.В. Экспериментальное исследование теплообменных труб с сетчато-ячеистым оребрением //Теплоэнергетика. -

1999. - № 12. - С.36-39.

17. Ismagilov Z.R., Podyacheva О.Y., Antsiferov V.N., Danchenko Y.V. et al. Development and study of metal foam heat-exchanging tubular reactor: Catalytic combustion of methane combined with methane steam reforming //12 th International Congress on Catalysis: Proceedings of the 12H ICC. - Granada, 2000. -P.2759-2764.

18. Анциферов В.H., Данченко Ю.В., Беклемышев A.M. и др. Высокопористые проницаемые ячеистые материалы: их свойства и применение //Исследование и разработка теоретических проблем в области порошковой металлургии и защитных покрытий: Мат. Всесоюз. конф. - Минск, 1984. -С.236-240.

19. Данченко Ю.В., Кощеев О.П., Юркин Ю.И. Получение высокопористых проницаемых ячеистых материалов с регулируемой структурой по объему образца //Материалы современной техники: Сб. научн.тр. Перм. политехи. ин-т. - Пермь, 1984. - С.3-5.

20. Данченко Ю.В., Аполлонов В.В., Хомич В.Ю. Исследование прочностных характеристик ячеистого материала при одноосном сжатии //Материалы современной техники: Сб. научн.тр. Перм. политехи, ин-т. -Пермь, 1984.-С. 13-18.

21. Данченко Ю.В., Алексеев В.А. Зависимость скорости распространения ультразвуковых колебаний и электросопротивления от пористости и диаметра ячейки высокопористого ячеистого железа и меди /,'Материалы современной техники: Сб. научн.тр. Перм. политехи, ин-т. - Пермь, 1984. -С.34-41.

22. Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Нарусбек Э.А. Пластические свойства высокопористых ячеистых материалов на основе меди и железа //Материалы современной техники: Сб. научн.тр. Перм. политехи, ин-т. -Пермь, 1984,-С.67-69.

23. Данченко Ю.В., Тимофеев В.В. Определение приведенных упругих характеристик ортогонально-стержневого заполнителя трехслойного зерка-ла//Проблемы современных материалов и технологий: Сб. научн. тр. Перм. политехи, ин-т. - Пермь, 1992. - С.84-87.

24. Данченко Ю.В., Вецлер В.И., Окатьев Н.В. Исследование влияния конструктивных и структурных факторов на жесткость двуслойных пластин

с элементами из ВПЯМ //Проблемы современных материалов и технологий: Сб. научн. тр. Перм. политехи, ин-т. - Пермь, 1992. - С.40-46.

25. Данченко Ю.В., Вецлер В.И. Исследование упругих и демпфирующих характеристик металлических материалов с сетчато-ячеистой структурой //Проблемы современных материалов и технологий: Сб. научн. тр. Перм. политехи, ин-т. - Пермь, 1992. - С.103-112.

26. Данченко Ю.В., Кузина H.A., Саваков Д.И. Влияние соотношения реакционноспособных компонентов на формирование структуры и свойств многослойных карбидокремниевых конструкций //Проблемы современных материалов и технологий: Сб. научн. тр. РИТЦ ПМ. - Пермь, 1996. - С.155-167.

27. Кулаков C.B., Данченко Ю.В., Шичко H.A. Эффективность использования ВПЯМ в качестве оребрения теплообменных труб //Проблемы современных материалов и технологий: Вестник ПГТУ. - Пермь, 1997. - С. 124132.

28. Данченко Ю.В., Беклемышев A.M. Фильтроэлемент для малогабаритной установки очистки и осушки сжатого воздуха //Слоистые композиционные материалы-98: Сб. тр. Международ, конф. - Волгоград, 1998. -С.145-146.

29. Данченко Ю.В., Кулаков C.B. Исследование волновых процессов в композиционных сетчато-ячеистых структурах //Слоистые композиционные материалы-98: Сб. тр. Международ, конф. - Волгоград, 1998. - С.125-126.

30. Данченко Ю.В., Кичигин В.И., Саваков Д.И. и др. Электроосаждение металлов на теплообменные трубы //Проблемы современных материалов и технологий: Вестник ПГТУ. - Пермь, 1998. -Вып.2. - С.85-91.

31. Данченко Ю.В., Кулаков C.B. Деформирование сетчато-ячеистых металлов как способ модифицирования их структуры и свойств //Формирование структуры и свойств порошковых, композиционных и функциональных материалов: Тр. 1-й Международ, научно-техн. конф. «Ме-таллдеформ-99». - Самара, 1999. - С.38-42.

32. Podyacheva O.Y., Ismagilov Z.R., Antsiferov V.N., Danchenko Yu.V., et al. Development and study of metal foam supported catalysts for catalytic heat exchanger //Physical Methods for Catalytic Research at the Molecular Level: Abstracts /International Memorial K.I. Zamaraev Conference. - Novosibirsk, 1999. -P.200.

33. Podyacheva O.Y., Ismagilov Z.R., Danchenko Yu.V., et al. Synthesis of combustion catalysts on metal foams by preliminary plasma coating of a gradient layer//Catalytic Combustion. - Sandiego, 1999 - P.97.

34. A.c. 191488 СССР, МКИ В 22 F 3/10. Способ получения пористых металлов /Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Кощеев О.П. и др. - Опубл. 02.08.83.

35. А. с. 216818 СССР, МКИ В 22 F 3/10. Способ получения пористых металлов /Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Кощеев О.П. и др. - Опубл. 26.03.85

36. А. с. 243874 СССР, МКИ H 01 S 3/08. Зеркало / Алексеев В.А., Анциферов В.Н., Прохоров A.M., Данченко Ю.В. и др. - Опубл. 01.10.86.

37. А.с. 261206 СССР, МКИ H 01 S 3/08. Способ изготовления облегченного зеркала /Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Прохоров A.M. и др. -Опубл. 1.09.87.

38. А.с. 276141 СССР, МКИ В 22 F 3/10. Способ получения высокопористых металлов /Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Макарова Л.Е. и др. -Опубл. 1.06.88.

39. А. с. 286598 СССР, В 22 F 3/00. Способ получения высокопористого спеченного металла /Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Кулаков C.B. -Опубл.2.01.89.

40. А. с. 289258 СССР, МКИ H 01 S 3/08. Способ изготовления облегченного металлического лазерного зеркала /Анциферов B.IL, Данченко Ю.В., Кулаков C.B. и др. - Опубл. 01.02.89.

41. А. с. 302602 СССР, МКИ В 22 В31/04. Способ изготовления трехслойной металлической панели /Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Кулаков C.B. и др. - Опубл. 02.10.89.

42. А. с. 312099 СССР, МКИ H 01 S 3/08. Крупногабаритное лазерное зеркало и способ его изготовления/ Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Воле-гов А.Н. и др. - 0публ.20.06.89.

43. А. с. 322640 СССР, МКИ H 01 S 3/08. Охлаждаемое зеркало для мощных лазеров/ Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Кулаков C.B. и др. -Опубл. 02.01.91.

44. А. с. 323211 СССР, МКИ H 01 S 3/08. Способ изготовления облегченного зеркала /Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Саваков Д.И. и др. -Опубл. 06.12.89.

45. А. с. 326553 СССР, МКИ G 02 В 5/08. Рефлектор и способ его изготовления /Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Бабушенко О.В. и др. - Опубл. 06.06.90.

46. А. с. 329150 СССР, МКИ H 01 S 3/08. Способ изготовления облегченного металлического лазерного зеркала /Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Кулаков C.B. и др. - Опубл. 01.08.91.

47. А. с. 1781932 СССР, МКИ В 22 F 3/10. Способ получения высокопористых спеченных материалов /Анциферов В.Н., Аполлонов В.В., Данченко Ю.В. и др. - Опубл. 02.10.85.

48. А. с. 1786747 СССР, МКИ В 22 F 3/10. Способ получения высоко-юристых спеченных металлов /Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Кулаков :.В. и др. - Опубл. 08.09.92.

49. А. с. 1786748 СССР, МКИ В 22 F 3/10. Способ получения высокогористого спеченного металла /Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Кишма-шв Б.Ш. и др. - Опубл. 08.09.92.

50. Пат. 1750381 РФ, МКИ G 02 В 5/08. Составное охлаждаемое зерка-ю /Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Кулаков C.B. - Опубл. 16.08.93.

51. Пат. 1762474 РФ, МКИ В 22 F 3/10. Способ получения изделий из высокопористого ячеистого материала /Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Изофатова C.B. и др. - Опубл.21.09.90.

52. Пат. 1790431 СССР, МКИ В 01 В 39/00. Фильтр-влагоуловитель / Анциферов В.Н., Данченко Ю.В., Рылов Л.Ф. и др. - Опубл. 23.01.93. Бюл. №3.

53. Пат. 1817912 РФ, МКИ С 22 С 1/08. Способ получения высокопористого ячеистого спеченного металла /Данченко Ю.В., Кулаков C.B. -Опубл. 21.09.90.

54. Пат. 2015078 РФ, МКИ В 64 F 5/00. Способ изготовления легковесной металлической панели / Данченко Ю.В., Ананьев А.И., Кулаков C.B. -Опубл. 30.06.94.

55. Пат. 2077008 РФ, МКИ F 28 D 9/00. Способ изготовления матричного теплообменника /Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Кулаков C.B. -Опубл. 10.04.97. Бюл. № 10.

56. Пат.2075370 РФ, МКИ В 22 F 3/11. Способ получения композиционных фильтроэлементов /Данченко Ю.В., Рабинович А.И., Тарасов A.B. -Опубл. 20.03.97. Бюл. № 8.

57. Пат. 2078295 РФ, МКИ F 28 D 9/00. Пакет пластинчатого теплообменника /Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Кулаков C.B. - Опубл. 27.04.97. Бюл. №12.

58. Пат. 2082517 РФ, МКИ В 21 С 37/22. Способ изготовления тепло-обменной трубы / Данченко Ю.В., Кулаков C.B. - Опубл. 22.06.97.

59. Пат. 2086294 РФ, МКИ В 01 D 53/26. Сепаратор-осушитель сжатого воздуха /Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Тарасов A.B. - Опубл. 10.08.97. Бюл. № 22.

60. Пат. 2093248 РФ, МКИ ВОЮ 39/00. Фильтр / Данченко Ю.В., Тарасов A.B.-Опубл. 20.10.97. Бюл. № 29.

61. Пат. 2149743 РФ, МКИ В 23 В 15/26. Способ изготовления тепло-обмеппой трубы /Данченко Ю.В. - Опубл. 27.05.2000. Бюл. № 15.

Сдано в печать 21.11.2000. Формат 60x84/16. Объем 2,0 п.л. Тираж 65 экз. Заказ 1210. Ротапринт ПГТУ.