Холодное статическое прессование в закрытых пресс-формах . <...> Кривые уплотнения и упругие свойства порошкового тела . <...> Акустопластический эффект при пластической деформации с наложением УЗ-колебаний . <...> Влияние ориентации колебательного смещения относительно оси прессования на плотность прессовок . <...> Влияние УЗ-воздействия на параметры уплотнения и межчастичные связи . <...> Влияние УЗ-воздействия на плотность и усадку спеченной керамики . <...> . Чтобы получить объемные изделия из ультрадисперсных порошковых материалов, часто требуется провести их компактирование. <...> В последние годы идут разработки новых технологий компактирования наноструктурных материалов. <...> Кратко изложена суть этих методов и проанализированы их достоинства и недостатки, в особенности применительно к компактированию нанопорошков с применением УЗ-воздействия, описаны разработанные в Томском политехническом университете специальные типы оснастки для сухого прессования наноструктурных порошков под мощным УЗ-воздействием. <...> В четвертой главе изложены принципы коллекторного способа прессования, реализация которого позволяет минимизировать перепады плотности по объему порошковой прессовки. <...> Описан акустопластический эффект, возникающий в процессе пластической деформации материалов с наложением ультразвука. <...> Среди этих эффектов — прирост плотности прессовок, достижение равномерной плотности по всему объему изделий, разрушение агломератов, а также изменение фазового состава дефектной структуры и микроструктуры нанокерамики. <...> Глава 1 КОНСОЛИДИРОВАННЫЕ НАНОСТРУКТУРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В настоящее время во всем мире ведутся интенсивные исследования и разработки в области производства наноструктурных материалов, в том числе наноструктурных керамических порошков, предназначенных для производства изделий разного профиля. <...> Понятие «изолированная частица» весьма абстрактно, поскольку практически невозможно получить наночастицу, которая <...>
Методы_компактирования_и_консолидации_наноструктурных_материалов_и_изделий.pdf
МЕТОДЫ
КОМПАКТИРОВАНИЯ
И КОНСОЛИДАЦИИ
НАНОСТРУКТУРНЫХ
МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
Учебное пособие
3е издание, электронное
Допущено
высших учебных заведений РФ по образованию
Учебно методическим объединением
в области материаловедения, технологии материалов и покрытий
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению подготовки бакалавров и магистров
150100 «Материаловедение и технологии материалов»
Лаборатория знаний
Москва
2020
Стр.2
УДК 620.22-002.532
ББК 30.3+30.605я73
М54
О. Л. Хасанов, Э. С. Двилис, З. Г. Бикбаева, А. А. Качаев,
В. В. Полисадова
С е р и я о с н о в а н а в 2006 г.
А в т о р ы:
М54
Методы компактирования и консолидации наноструктурных
материалов и изделий : учебное пособие / О. Л. Хасанов,
Э. С. Двилис, З. Г. Бикбаева [и др.]. — 3-е изд., электрон. —
М. : Лаборатория знаний, 2020. — 272 с. — (Нанотехнологии). —
Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10".— Загл. с титул.
экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-716-5
Рассмотрены основные методы компактирования и консолидации порошковых
наноматериалов для получения из них изделий. В большей части
внимание уделено объемным наноструктурным материалам и изготовленным
на их основе керамическим изделиям конструкционного и функционального
назначения. Подробно изложены метод УЗ-компактирования порошков,
коллекторный метод прессования, приведены конструкции коллекторных
пресс-форм для производства порошковых изделий различной геометрической
формы. Проанализированы характеристики напряженно-деформированного
состояния и реологические свойства уплотняемого порошкового
материала, определяющие качество изделий.
Для студентов и аспирантов, специализирующихся в области материаловедения,
а также специалистов-технологов.
УДК 620.22-002.532
ББК 30.3+30.605я73
Деривативное издание на основе печатного аналога: Методы компактирования
и консолидации наноструктурных материалов и изделий :
учебное пособие / О. Л. Хасанов, Э. С. Двилис, З. Г. Бикбаева [и др.]. —
М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. — 269 с. : ил. — (Нанотехнологии).
— ISBN 978-5-9963-0844-6.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений,
установленных техническими средствами защиты авторских прав,
правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков
или выплаты компенсации
ISBN 978-5-00101-716-5
○c Лаборатория знаний, 2015
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................................. 5
Глава 1. Консолидированные наноструктурные материалы... 11
1.1. Особенности свойств объемных наноструктурных
материалов и роль границ зерен в их определении .......... 11
1.2. Условия формирования наноструктуры материала .......... 23
1.3. Интенсивная пластическая деформация ................... 27
1.4. Агломераты наночастиц ................................ 31
1.5. Основные методы получения нанопорошков .............. 33
1.6. Микро- и макроструктура порошкового компакта .......... 38
1.7. Трение в порошковом компакте.......................... 43
1.8. Градиенты плотности в порошковых компактах ............ 45
1.9. Конструкционные наноматериалы........................ 47
1.10. Функциональная керамика ............................. 49
Глава 2. Порошковые технологии компактирования
материалов ...................................... 59
2.1. Холодное статическое прессование в закрытых пресс-формах . . . 66
2.2. Горячее прессование ................................... 67
2.3. Изостатическое и квазиизостатическое прессование ........ 69
2.4. Формование литьем .................................... 70
2.5. Динамические, высокоэнергетические и импульсные
методы прессования ................................... 71
2.6. Ультразвуковое квазирезонансное прессование ............ 75
2.7. Технологии послойно-селективного формирования
объемных наноматериалов .............................. 85
2.8. Спекание в плазме искрового разряда .................... 88
Глава 3. Характеристики компактирования порошков ....... 92
3.1. Оценка этапов и граничных условий процесса
уплотнения порошков .................................. 92
3.2. Распределение давления вдоль оси прессования ............ 95
3.3. Оптимизация уравнения прессования ..................... 97
3.4. Кривые уплотнения и упругие свойства
порошкового тела .................................... 111
3.5. Зависимость параметров прессовки
от ее упругих свойств ................................. 118
3.6. Параметры межчастичных связей ....................... 125
3.7. Оптимизация внешнего воздействия ..................... 131
Стр.4
4
Оглавление
Глава 4. Коллекторный способ прессования................ 139
4.1. Конструктивное решение .............................. 139
4.2. Аналитическое описание .............................. 144
4.3. Техническая реализация. Коллекторные пресс-формы ...... 148
4.4. Практическое применение коллекторного способа
прессования ......................................... 156
4.5. Моделирование процессов деформации
порошкового тела .................................... 162
Глава 5. Особенности УЗ-воздействия на твердофазные
и порошковые системы .......................... 165
5.1. Влияние УЗ-воздействия на дислокационную
структуру кристалла .................................. 165
5.2. Механизм разрушения хрупких и пластичных
материалов при УЗ-воздействии ........................ 168
5.3. Акустопластический эффект при пластической
деформации с наложением УЗ-колебаний ................ 172
5.4. Влияние кавитационного УЗ-воздействия
на диспергирование порошковых материалов ............. 176
Глава 6. Физические эффекты УЗ-компактирования
керамических порошков ......................... 181
6.1. Распространение ультразвука в нанопорошковой среде ..... 181
6.2. Изменение акустических характеристик
в компактируемом нанопорошке ....................... 185
6.3. Механизмы мощного УЗ-воздействия
на компактируемый порошок .......................... 189
6.4. Влияние ориентации колебательного смещения
относительно оси прессования на плотность прессовок ..... 195
6.5. Влияние УЗ-воздействия на качество прессовки ........... 197
6.6. Влияние УЗ-воздействия на параметры уплотнения
и межчастичные связи ................................ 207
6.7. Влияние УЗ-воздействия на плотность и усадку
спеченной керамики .................................. 216
6.8. Влияние УЗ-воздействия на порораспределение
и зернистость спеченной керамики ...................... 223
6.9. Влияние УЗ-воздействия на параметры кристаллической
структуры и прочностные свойства конструкционной
керамики ........................................... 229
Заключение............................................. 248
Литература ............................................. 250
Список сокращений ..................................... 269
Стр.5