3. Секція "Матеріалознавство порошкових та композиційних матеріалів і покриттів"

Постійне посилання на фондhttps://archive.ipms.kyiv.ua/handle/123456789/23

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 28

MICROSTRUCTURAL DESIGN OF ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3 MATERIALS
(2011) E. V. Dudnik; A. V. Shevchenko; A. K. Ruban; V. P. Red’ko; L. M. Lopato
It is shown that microstructural design of ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3 ceramics is based on interrelated processes in the synthesis of starting powders and their formation and sintering. Hydrothermal nanocrystalline powders are examined to establish the formation of self-reinforced and multilayer composites with high strength and bioinert implants of femoral heads resistant to ageing processes in the human body. The results serve as a scientific basis for microstructure design of fine-grained ZrO2-based composites in the ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3 system with high strength and other properties.
Effect of oxidation on sliding wear behavior of NiCrSiB-TiB2 plasma sprayed coatings
(Key Engineering Materials, 2014) O. Umanskyi; I. Hussainova; M. Storozhenko; O. Terentyev; M. Antonov
The main goal of this work is to study dry sliding wear behavior of NiCrSiB-TiB2 plasma sprayed coating against NiCrSiB coating. NiCrSiB-based сomposite powders with 10, 20, 40 wt.% TiB2 particles content were deposited on steel substrates by plasma spraying. The structure of NiCrSiB-TiB2 coatings consists of Ni-based matrix and TiB2 and CrB grains. Among the coatings studied, the NiCrSiB-20wt.%TiB2 shows excellent wear-resistance. The worn surfaces were observed using scanning electron microscopy and Auger electron spectrometry analysis to determine the wear mechanisms.
STRUCTURE, PHASE COMPOSITION, AND WEAR MECHANISMS OF PLASMA-SPRAYED NiCrSiB–20 wt.% TiB2 COATING
(Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 2015) A. P. Umanskii; M. S. Storozhenko; I. V. Hussainova; A. E. Terentiev; A. M. Kovalchenko; M. M. Antonov
The structure, phase composition, and wear mechanisms of plasma-sprayed NKhTB20 coating (NiCrSiB–20 wt.% TiB2) are studied. To produce NKhTB20 composite powder, commercial PR-NKh16SR3 (NiCrSiB) powder was mixed with 20 wt.% TiB2 and the charge was pressed and sintered in vacuum at 1100C for 30 min. During sintering, the components react to form chromium borides. The sinters were ground and classified into the particle size fraction –100+60 nm for plasma spraying. The plasma-sprayed NKhTB20 coating consists of a nickel-based matrix reinforced with titanium diboride and chromium boride grains. The friction and wear behavior of the NKhTB20 coating in dry friction against plasma-sprayed NiCrSiB and NKhTB20 coatings is examined. It is revealed that the NKhTB20/NiCrSiB friction pair has higher wear resistance than NKhTB20/NKhTB20. The contact surfaces of the NKhTB20/NKhTB20 friction pair are damaged under oxidative and abrasive wear mechanisms. Oxidative wear is the dominant mechanism for the NKhTB20/NiCrSiB friction surface. Complex oxide films form on the NKhTB20/NiCrSiB sliding surface and prevent it from damage.
EFFECT OF THE STRUCTURE OF TiB2–(Fe–Mo) PLASMA COATINGS ON MECHANICAL AND TRIBOTECHNICAL PROPERTIES
(Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 2017) M. S. Storozhenko; A. P. Umanskii; A. E. Terentiev; I. M. Zakiev2
The structure, mechanical properties, and wear-resistance of TiB2–(Fe–Mo) plasma coatings are investigated. Composite powders in the TiB2–(Fe–Mo) system with 20, 40, 60, and 80 wt.% of the Fe–13 wt.% Mo alloy were produced by vacuum sintering with subsequent grinding. The developed powders are conglomerates that contain both refractory and metallic phases. During plasma spraying of developed coatings, a coating with heterophase structure, which consists of Fe-based metal alloy and titanium diboride grains, is formed. The effect of the microstructure of plasma-sprayed coatings on the wear-resistance under abrasive wear and dry sliding friction conditions is studied. The scratch hardness testing revealed an insufficient strength of TiB2–20 wt.% (Fe–13 wt.% Mo) coatings and their poor adhesion to the coating base, resulting in the extremely gross wear, when friction. It is found out that, due to the optimal ratio of refractory and metallic phases, the TiB2–40 wt.% (Fe–13 wt.% Mo) coating possesses high wear-resistance under abrasive wear and dry sliding friction conditions.
THERMAL BARRIER COATINGS: CURRENT STATUS, SEARCH, AND ANALYSIS
(1068-1302/18/0102-0082 2018 Springer Science+Business Media, LLC, 2018) S. M. Lakiza; M. I. Grechanyuk; O. K. Ruban; V. P. Redko; M. S. Glabay; O. B. Myloserdov; O. V. Dudnik; S. V. Prokhorenko
The principles for selecting materials to be used as thermal barrier coatings (TBCs) are presented. The advantages and disadvantages of new methods for TBC deposition are briefly described. After measurement of the thermal conductivity and thermal expansion coefficient, it is required to ascertain that such materials do not interact with the thermally grown aluminum oxide and then to determine their strength, fracture toughness, hardness, and Young’s modulus. The thermal conductivity of TBC can be reduced by increasing its porosity and suppressing its sintering. The need for and drawbacks of multilayer coatings are shown. If TBC meets all the requirements, then TBC corrosion resistance to Na2SO4, V2O5, P2O5, sand, and volcanic ash in operation and ways to protect TBC against damage need to be determined. The prospects and areas for development of these techniques are outlined.
POLYMER MATERIALS REINFORCED WITH SILICON NITRIDE PARTICLES FOR 3D PRINTING
(Springer Science+Business Media, LLC, 2020) O.B. Zgalat-Lozynskyy; O.O. Matviichuk; O.I.Tolochyn; O.V. Ievdokymova; N.O. Zgalat-Lozynska; V.I.Zakiev3
Comprehensive research into the production of a ceramic-reinforced polymer material from highdensity polyethylene or polypropylene and -Si3N4 powder was conducted. The incorporation of silicon nitride ceramic particles (5 and 10 vol.%) into the polymers to make polymer–ceramic filaments was studied step by step. High-quality polypropylene–ceramic filaments could be obtained at an extrusion temperature of 150oC with an extrusion speed of 20 cm/min and polyethylene–ceramic filaments at 160oC and 30 cm/min. Data on the shape and size distribution of Si3N4 particles were used to simulate the elementary volume of the filaments to determine the mechanical properties of the composites applying a 2D finite-element model. The reinforcement of the polypropylene/polyethylene-matrix material by 10 vol.% Si3N4 particles was not sufficient because the composite elastic modulus increased insignificantly and the critical strain decreased substantially to incorporate a greater volume of hard particles to improve the elastic modulus. To assess the quality of the polymer–ceramic filaments, parts of different shape (washer and auger) from reinforced and unreinforced filaments were designed and printed. The printed polymer–ceramic parts demonstrated a smooth surface and had no ledges or discontinuous areas. The mechanical (Vickers and Brinell hardness) and tribological (volume wear) properties of the materials were examined. Wear tests of the polyethylene–Si3N4 composite showed that its wear resistance tended to improve with increasing ceramic content of the filament. The low abrasive wear of the Si3N4-reinforced polypropylene/polyethylene material and the behavior of ceramic particles in contact with the indenter indicate that the composite has high fracture resistance in 3D printing.
THERMAL BARRIER COATINGS BASED ON ZrO2 SOLID SOLUTIONS
(Springer Science and Business Media LLC, 2020) E.V. Dudnik; S.N. Lakiza; I.N. Hrechanyuk; A.K. Ruban; V.P. Redko; I.O. Marek; V.B. Shmibelsky; A.A. Makudera; N.I. Hrechanyuk
The standard material of the ceramic layer in thermal barrier coatings (TBCs)—a solid solution of ZrO2 stabilized with (6–8 wt.%) Y2O3 (YSZ)—approaches the temperature limit of its application (<1200°C) because the ZrO2 t phase sinters and undergoes t-ZrO2  T-ZrO2 + F-ZrO2 phase transformations to form M-ZrO2 at elevated temperatures. Ceramic materials for a new generation of TBCs need to be developed to increase the operating temperature (up to 1600°C), efficiency, and productivity of gas-turbine engines. The overview paper analyzes research efforts focusing on the development of TBCs using solid solutions of ZrO2 with rare-earth metal and titanium oxides. When Y2O3 in YSZ is partially substituted by CeO2, TiO2, La2O3, Sc2O3, Gd2O3, Nd2O3, Yb2O3, Er2O3, and Ta2O5, ceramics with high phase stability (ZrO2 t phase being retained in the coating) up to 1500°C, lower thermal conductivity, and required fracture toughness and sintering resistance but shorter thermal fatigue life than that of standard YSZ are produced. The concepts of greater tetragonality of the ZrO2 t phase (ceramics in the ZrO2–CeO2–TiO2 system) and a 'multicomponent defective cluster' (ceramics in the ZrO2–Y2O3–Nd2O3 (Gd2O3, Sm2O3)–Yb2O3 (Sc2O3) system) explain how the operating temperature of the TBC ceramic layer increases to 1350oC and 1600oC, respectively. The thermal conductivity of TBC ceramics in the binary ZrO2–CeO2, ZrO2–Er2O3, ZrO2–Sm2O3, ZrO2–Nd2O3, ZrO2–Gd2O3, ZrO2–Dy2O3, and ZrO2–Yb2O3 systems is lower than that of YSZ. Ceramics with high phase stability and low thermal conductivity have been produced in the ternary ZrO2–Sc2O3–Gd2O3, ZrO2–CeO2–Gd2O3, ZrO2–YbO1.5–TaO2.5, and ZrO2–Yb2O3–TiO2 systems. An integrated approach is needed to choose the composition of the ceramic layer based on the ZrO2 solid solution, select the coating technique, and improve the coating architecture to design effective TBCs with balanced properties.
THE ROLE OF HAFNIUM IN MODERN THERMAL BARRIER COATINGS
(Springer Science+Business Media, LLC, 2021) S.M. Lakiza; M.I. Hrechanyuk; V.P. Red’ko; O.K. Ruban; Ja.S. Tyshchenko; A.O. Makudera; O.V. Dudnik
The world’s experience in using hafnium in two important parts of high-temperature thermal barrier coatings, such as the top thermal barrier layer and bond coat layer, was analyzed. In the top thermal barrier layer, hafnium is present as HfO2 completely or partially stabilized by yttria (or other rare- earth oxides). Another approach is to use hafnium dioxide as an addition to conventional coatings based on ZrO2 stabilized completely or partially. Electron-beam physical vapor deposition (EB- PVD) and air plasma spray process (APS) are most common techniques for applying thermal barrier coatings containing hafnium dioxide. Magnetron sputtering turned out to be successful as well. Compared to the 8YSZ coating, the 7.5YSH coating showed reduced Young’s modulus, 30% lower thermal conductivity (decreased to 0.5–1.1 W/(m · K)) at high temperatures for HfO2 stabilized with 27 wt.% Y2O3, and higher sintering resistance and heat resistance. Doping of ZrO2 and HfO2 by several stabilizers proved to be promising: specifically, doping by a mixture of one trivalent ion larger than Y3+ and another trivalent ion smaller than Y3+, preserving the metastable structure of the t phase. The importance of phase diagrams for a correct choice of the top coat composition and doping elements for the bond coat is shown. Doping the bond coat with a small amount (up to 1 wt.%) of hafnium improved its cyclic oxidation resistance and increased the adhesion of the thermally grown oxide layer to the bond coat and strength of the latter.
About Al–Si Alloys Structure Features and Ductility and Strength Increasing after Deformation Heat Processing
(Metallophysics and Advanced Technologies 2022, vol. 44, No. 6, pp. 769–784, G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, 2022) V. V. Kaverinsky; Z. P. Sukhenko; G. A. Bagluk; D. G. Verbylo
A technique of deformation heat processing for Al–Si based alloys is proposed which can significantly increase their both ductility and strength and also re- veals additional reserves for their strength and hardness increasing through cold work hardening. The method includes serial of small hot plastic defor- mations with intermediate cooling and short annealing. This makes the silicon inclusion rather small with shape close to spherical, which leads to the ductil- ity increasing. Then a work hardening processing could be performed for the material. Finally, both ductility and strength appear higher than in the initial cast state.
Structure and Properties of TiCrFeNiC High Entropy Alloy Produced by Powder Metallurgy
(Juniper Online Journal of Material Science, 2022) Bagliuk, G.; Marich, M.; Mamonova, A.
The equiatomic high entropy TiCrFeNiC alloy was prepared by sintering or hot forging of preforms from the initial or milled powder mixtures. It is shown that sintering does not provide close to non-porous state of the sintered material. The porosity of the sintered at 1300°C samples from the initial mixture is ≈ 5%, and from milled one ≈ 9%. Minimization of porosity samples (up to 1-1.5 %) was reached only at use of hot forging of porous preforms. Sintered and hot forged alloys consist of predominant high-entropy FCC phase. Dispersed inclusion of titanium carbide particles and a small content of chromium carbide Cr₃C₂ evenly distributed in matrix phase. The hot-forged alloy has a fairly high compressive strength, reaching 2250 MPa, and a hardness of 62 HRC. The annealing after hot forging and increasing of its temperature leads to a monotonic decrease in the level of strength and hardness. Annealing as well increases the level of crack resistance of the alloy, which reaches the value of 14.3 MPa·m¹/².
MATERIALS AND TECHNIQUES FOR 3D PRINTING IN UKRAINE (OVERVIEW)
(Springer Science+Business Media, LLC, 2022) O.B. Zgalat-Lozynskyy
An overview of additive manufacturing techniques in Ukraine from the end of the last century to 2021 is presented. The current state of 3D printing in Ukraine was analyzed in terms of new developments (startups), research areas, and direct implementation of additive manufacturing techniques. The main scientific and research teams that were actively engaged in the development and implementation of additive manufacturing techniques in Ukraine since the end of the 1990s were addressed. They include those involved in research of selective laser sintering for ceramic powders produced from refractory ZrO2–TiO2 and TiN–TiB2 compounds conducted at the Frantsevich Institute for Problems of Materials Science, National Academy of Sciences of Ukraine, and research intended to produce 3D parts by fused deposition of metals or alloys called xBeam 3D Metal Printing conducted at the Paton Electric Welding Institute, National Academy of Sciences of Ukraine. This technique found its commercial implementation in the Chervona Hvilya PJSC startup. The paper discusses the main trends in the development of new equipment for 3D printing with ceramics, polymer/ceramic materials, and metals and alloys, as well as experiments combining different materials to achieve new properties. The latest experiments on the shape of materials are presented. They involve the formation of lattice structures that not only reduce the weight of parts but also impart properties that are comparable to those of dense materials. The main attention is paid to the overview of up-to-date capabilities and prospects for the use of additive manufacturing techniques and materials in national materials science. Attention is also focused on prospects for producing parts of complex shape for various functional purposes from ceramics, metals, and associated composites.
Synthesis and spark plasma sintering of Si3N4–ZrN self-healing composites
(2022 Elsevier Ltd., 2022) Ostap Zgalat-Lozynskyy; I. Kud; L. Ieremenko; L. Krushynska; D. Zyatkevych; K. Grinkevych; O. Myslyvchenko; V. Danylenko; S. Sokhan; A. Ragulya
A Si3N4–ZrN wear-resistant self-healing composite material was developed. Si3N4–ZrN composite ultrafine powders were synthesized at a temperature of 1200 ◦С via solid-state reactions without milling and densified by spark plasma sintering at 1650 ◦C to a relative density of 97 ± 0.5%. Balls 13.494 mm in diameter for ball bearings manufactured by spark plasma sintering had a fine-grained structure with a grain size of 200–500 nm, Vickers hardness of 22.5 ± 1.8 GPa, and indentation fracture toughness of 6.2 ± 0.4 MPa. The tribological properties of the composite were investigated under static and dynamic loading. The self-healing capability of the Si3N4–ZrN composite was evaluated in the temperature range 500–550 ◦С. High-temperature three-point bending tests of notched specimens showed a bending strength of 383 ± 21 MPa at room temperature and 413 ± 30 MPa at 500 ◦С, which confirmed the self-healing of the composite.
Еволюція процесу ущільнення та деформованого стану поруватих заготовок при їх гарячому штампуванні у відкритому штампі
(Mechanics and Advanced Technologies, 2023) Г.А. Баглюк; С.Ф. Кирилюк
В статті наведені результати дослідження еволюції деформованого стану заготовок, енергосилових параметрів процесу і розподілу поруватості по об'єму поковки на всіх етапах гарячого штампування поруватих порошкових поковок у відкритому штампі. Моделювання процесу проводили методом скінченних елементів з використанням програмного комплексу DEFORM 2D/3D. В результаті моделювання встановлено, що на початковій стадії процесу відбувається головним чином ущільнення заготовки при мінімальній радіальній течії матеріалу. Помітна течія металу в зону облойної канавки починається лише при досягнення матеріалом поковки середньої відносноної густини, що перевищує 90%. Відзначено суттєво відмінний характер розподілу по об’єму поковки осьових ez та радіальних er деформацій. Зона з підвищеними рівнями значень осьових деформацій формується в центральному шарі поковки, рівновіддаленому від верхньої та нижньої поверхонь порожнини штампу, а значення радіальних деформацій зменшуються по мірі віддаленості від зони, яка межує з вільною боковою поверхнею заготовки в радіальному (доцентровому) напрямку. Мінімальні значення ez та er проявляються в верхній та нижній кутових застійних зонах поковки. Показано, що графік залежності зусилля деформування від переміщення пуансона відзначається наявністю щонайменше трьох характерних ділянок, обумовлених співвідношенням між процесам ущільнення та формозміни поковки на кожному етапі процесу. The article presents the results of the study of the evolution of the deformed state of the workpieces, the energetic parameters of the process and the distribution of porosity over the volume of the forging at all stages of hot forging of porous powder forgings in an open die. Modeling of the process was carried out using the finite element method using the DEFORM 2D/3D software complex. As a result of the simulation, it was found that at the initial stage of the process, the blank is mainly compacted with minimal radial flow of the material. Noticeable flow of metal into the groove groove area begins only when the forging material reaches an average relative density exceeding 90%. A significantly different nature of the distribution of axial er and radial ez deformations over the volume of the forging was noted. A zone with increased levels of values of axial deformations is formed in the central layer of the forging, equidistant from the upper and lower surfaces of the die cavity, and the values of radial deformations decrease with distance from the zone bordering the free side surface of the workpiece in the radial (to-center) direction. The minimum values of ez and er appear in the upper and lower angular stagnant zones of the forging. It is shown that the graph of the dependence of the deformation force on the displacement of the punch is marked by the presence of at least three characteristic sections due to the relationship between the processes of compaction and forging shape change at each stage of the process.
Вплив технологічних параметрів внутрішньоформового модифікування порошковими брикетованими модифікаторами на структуру та властивості виливків з високоміцного чавуну
(G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, 2023) Г. А. Баглюк; † В. Я. Куровський; О. Й. Шинський; М. Я. Терещенко; А. П. Тіщенко; H. A. Bagliuk; V. Ya. Kurovs’kyy; O. Y. Shyns’kyy; M. Ya. Tereshchenko,; A. P. Tishchenko
В роботі наведено результати дослідження впливу компонентного складу, маси та конфіґурації порошкових брикетованих модифікаторів на струк- туру та властивості високоміцного чавуну, одержаного методою внутріш- ньоформового модифікування. Модифікування розтопу забезпечували за рахунок встановлених на ливниках модифікувальних вставок — цилінд- ричних втулок двох конфіґурацій: з осьовим циліндричним отвором та отвором у вигляді конусної поверхні (діяфрагма), спресованих із двох ва- ріянтів сумішей порошків маґнію, феросиліцію, заліза та плавикового шпату (CaF2). Маса модифікувальних вставок варіювалася від 25 до 100 г. Результати досліджень показали, що використання модифікувальної вставки у вигляді діяфрагми забезпечує підвищення середнього вмісту Маґнію у виливку та міцности одержаного чавуну у порівнянні із гладкою втулкою для всіх значень маси вставки, а також підвищення рівномірно- сти розподілу Маґнію по довжині виливка для варіянтів вставок підви- щеної маси (75 та 100 г). Збільшення маси модифікувальної втулки при- водить до підвищення рівня міцности стопу. The results of the study of the impact of the component composition, mass and configuration of powder-briquetted modifiers on the structure and prop- erties of high-strength cast iron obtained by the method of intraform modifi- cation are presented. Modification of the melt is provided at the expense of modifying inserts—cylindrical bushings of two configurations—with an axi- al cylindrical opening and a hole in the form of a conical surface (diaphragm) pressed from two variants of mixtures of magnesium, FeSi, Fe and CaF2. The mass of modifying inserts varies from 25 to 100 g. The results of the studies show that the use of a modifying insert in the form of a diaphragm provides an increase in the average content of magnesium in casting and strength of the resulting cast iron compared to the smooth sleeve for all values of mass inserts, besides increasing of uniform distribution of magnesium along the length of the casting for variants of high-mass inserts (75 and 100 g). In- creasing the weight of the modifying sleeve leads to an increase in the level of alloy strength.
Sintered Al-Si-Ni Alloy: Structure and Properties. I. Powder Obtaining
(G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, 2023) G. A. Bagliuk; T. О. Monastyrska; V. V. Kaverinsky; V. P. Bevz; V. K. Nosenko; I. M. Kirian; D. L. Pakula; V. V. Kyrylchuk; A. M. Lakhnik; O. D. Rud
The work is aimed at the development of a new sintered aluminium alloy with a low temperature coefficient of linear expansion that opens fundamentally new opportunities for solving the modern needs of domestic machine- building and instrument-making enterprises in light materials with special physical properties. Phase composition, structure and properties of cast alu- minium alloys Al–Si–Ni with different contents of silicon and nickel, as well as powders obtained by grinding rapidly-quenched metal ribbons of these al- loys in a high-energy ball mill are studied using various methods of structur- al analysis. The obtained values of the coefficient of linear expansion of the studied alloys in the cast state are significantly lower than those of pure alu- minium, and they amount to ≅ (11–15)⋅10−6 K−1. The method of obtaining a powder of a rapidly-crystallized alloy by manufacturing a rapidly-quenched metal ribbons using melt spinning followed by its dispersion in a high-energy ball mill is proposed for the fabrication of finely-dispersed powder and subse- quent hot pressing. Роботу спрямовано на розробку нового спеченого алюмінійового стопу з низьким температурним коефіцієнтом лінійного розширення, що відкри- ває принципово нові можливості вирішення сучасних потреб вітчизняних підприємств машинобудування, приладобудування у легких матеріялах з особливими фізичними властивостями. З використанням різних методів структурної аналізи вивчено фазовий склад, структуру та властивості ли- тих алюмінійових стопів Al–Si–Ni з різним вмістом Силіцію та Ніклю, а також порошків, одержаних розмелюванням у високоенергетичному ку- льовому млині швидкозагартованих металевих стрічок цих стопів. Одер- жані значення коефіцієнта лінійного розширення досліджених стопів у литому стані істотно нижчі, ніж у чистого алюмінію, і становлять ≅ (11– 15)⋅10−6 К−1. Запропоновано метод одержання порошку швидкозакриста- лізованого стопу шляхом виготовлення швидкозагартованої металевої стрічки за допомогою спінінґування розтопу з подальшим її дисперґуван- ням у високоенергетичному кульовому млині для одержання дрібнодис- персного порошку та наступного гарячого пресування.
Фізико-механічні властивості та особливості структури епоксикомпозитів із дисперсним наповнювачем на основі багатокомпонентного титаноматричного сплаву
(Інститут проблем міцності імені Г.С.Писаренка НАН України, 2023) Г. А. Баглюк; О. В. Барановськаа; А. В. Букетов; О. О. Сапронов; С. О. Сметанкін; О. М. Биков; Д. І. Барановський
Досліджено вплив дисперсного порошкового наповнювача, отриманого методом термічного синтезу з порошкової суміші вихідного складу (65 мас.% гідриду титану, 30 мас.% феросилікомарганцю та 5 мас.% карбіду бору) на головні фізико-механічні властивості полімерного композита на основі епоксидного діанового олігомера ЕД-20. Вміст наповнювача в складі композита варіювали в діапазоні 5...80 мас.%. Установлено, що оптимальним вмістом наповнювача, який забезпечує суттєве підвищення механічних властивостей композита (міцності при згині й ударної в’язкості (у 1,7...2,3 раза порівняно з вихідною матрицею)), є 10 мас.%. Збільшення вмісту дисперсного наповнювача в складі композита до 20...60 мас.% призводить до деякого зменшення границі міцності, значення якої, однак, все ще помітно вище за значення границі міцності вихідної матричної фази, тоді як при вмісті 80 мас.% наповнювача міцність композита зменшується практично до міцності епоксидної смоли без наповнювача. Запропоновано фізичне обґрунтування ефекту існування екстремуму на залежностях основних механічних властивостей композита від вмісту наповнювача, що базується на гіпотезі щодо незалежного впливу на властивості композита механічного та структурного факторів. На відміну від когезійних властивостей композита, введення у епоксидну матрицю 5...20 мас.% дисперсного наповнювача не призводить до принципових змін показників адгезійної міцності, значення яких коливаються в діапазоні 22,0...26,4 МПа, порівняно з епоксидною матрицею, тоді як при подальшому збільшенні вмісту дисперсної складової до 40...60% відбувається помітне зменшення показників адгезійної міцності, а при 80 мас.% наповнювача ці показники катастрофічно зменшуються до 10,7 МПа. Залишкові напруження у покритті з наповнювачем зменшуються від 2,5 до 5 разів порівняно з вихідною епоксидною матрицею без наповнювача.
The influence of electrochemical corrosion on the structure and phase composition of a sintered multicomponent titanium-based composite in a 3% NaCl solution
(G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, 2023) Oksana Baranovska; Gennadii Bagliuk; Oleksandr Bykov; Oleksandr Hrypachevsky; Viktor Talash; Yulia Rudenko; Dmytro Baranovskyi
The electrochemical corrosion properties in a 3% NaCl solution of the titanium-based multicomponent composite of the 65TiH2– 30FeSiMn–B4C system were investigated. The kinetics and the mechanism of anode dissolution of metals and oxidation of specimens have been studied by using polarization curves, chemical and x-ray phase analyses. It was found a decrease in the titanium carbide peaks on the X-Ray defractions also the titanium silicon carbide almost disappears after immersing the sample in a 3% NaCl solution. Formation of silicon and boride phases of titanium in the synthesis process leads to an increase in corrosion resistance due to the inhibition of the velocities of both the anode and cathode processes
Study of aluminum content on the structure and phase composition of synthesized aluminum-matrix composites
(Scientific Technical Union of Mechanical Engineering “Industry-4.0”, 2023) Yevheniia Kyryliuk; Genadii Bagliuk; Stepan Kyryliuk; Bykov Oleksandr; Yulia Shishkina
The work shows that there is no significant change in the phase composition of composites with a change in the synthesis temperature, so we can use pre-synthesized heats at a temperature of 950 oC to obtain hot-stamped aluminum-based composites. The best characteristics of the synthesized titanium carbide were obtained for the composition 45Al-11C-44Ti (%, wt.). The lattice period of titanium carbide for this sample is 0.4324, and the particle size of titanium carbide formed after sintering is 0.8-1.5 μm. The influence of the component composition of the initial charge on the features of the structure and the phase composition of the thermally synthesized heat of the Al-C-Ti system was established.
Study of aluminum content on the structure and phase composition of synthesized aluminum-matrix composites
(Machines. Technologies. Materials. Vol. 17 (2023), Issue 1, pg(s) 46-49, 2023) Yevheniia Kyryliuk; Genadii Bagliuk; Stepan Kyryliuk,; Bykov Oleksandr; Yulia Shishkina
Abstract: The work shows that there is no significant change in the phase composition of composites with a change in the synthesis temperature, so we can use pre-synthesized heats at a temperature of 950 oC to obtain hot-stamped aluminum-based composites. The best characteristics of the synthesized titanium carbide were obtained for the composition 45Al-11C-44Ti (%, wt.). The lattice period of titanium carbide for this sample is 0.4324, and the particle size of titanium carbide formed after sintering is 0.8-1.5 μm. The influence of the component composition of the initial charge on the features of the structure and the phase composition of the thermally synthesized heat of the Al-C-Ti system was established.
Порівняльна аналіза структури, фазового складу та властивостей високоентропійних керметів системи Ti–Cr–Fe–Ni–C, одержаних методами порошкової металурґії та дугового перетоплення
(Металофізика та новітні технології, 2023) Баглюк, Г. А.; Марич, М. В.; Кирилюк, С. Ф.; Мисливченко, О. М.; Голубенко, О. А.; Макаренко, О. С.
У статті наведено результати дослідження структури та властивостей високоентропійних керметів системи Ti–Cr–Fe–Ni–C, одержаних із вихідної суміші порошків феротитану, високовуглецевого ферохрому та ніклю. Використано методи порошкової металургії (гаряче штампування порошкових пресовок) і дугового перетоплення. Встановлено фазовий склад, мікроструктуру та механічні характеристики одержаних матеріалів, зокрема їхню твердість (62 HRC) та границю плинності (~3,0 ГПа).