Исследование композиционных порошковых материалов на основе Fe2O3+Al и Fe2O3+Al+Ti, полученных в результате реакций СВС и алюмотермии
Объектом исследования являлись композиционные порошки системы “Fe2O3+Al и Fe2O3+Al+Ti” методом СВС и алюмотермии. В результате исследований описаны структурные особенности и некоторые физико-механические свойства композиционных порошков “Fe2O3+Al+Ti” а также наплавок на их основе.
Введение ……………………………………………………………………………………………………….. 9
1. Литературный обзор ………………………………………………………………………………… 11
1.1. Основы порошковой металлургии ………………………………………………………. 11
1.2.Технологические процессы получения порошковых материалов ………….. 12
1.2.1. Алюмотермия ……………………………………………………………………………….. 14
1.2.2.Самораспространяющийсявысокотемпературный синтез ……………….. 15
1.4. Свойства порошков системы «Fe2O3+Al и Fe2O3+Al+Ti» и их применение
…………………………………………………………………………………………………………………. 19
2. Материалы и методы ……………………………………………………………………………….. 23
2.1. Материалы и постановка задач……………………………………………………………. 23
2.2. Механоактивация реакционных порошков Fe2O3+Al+Ti ……………………… 24
2.3 Методика исследования композиционных порошков и оборудования ….. 25
3. Результаты исследования композиционных порошков ……………………………… 32
3.1. Описание выбранных составов, содержащих добавки оксидов, для
получения композитов в режиме горения и теплового взрыва. …………………… 32
3.2. СВС в реакционных смесях Ti+Al+С+Fe2O3………………………………………… 33
3.3 Результаты теплового взрыва в реакционных смесях Ti+Al+С+Fe2O3 …… 37
3.4 СВС в трехкомпонентной термитной смеси Ti+Al+Fe2O3 и термитных
смесях с оксидом титана …………………………………………………………………………… 41
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 51
4.1. Введение…………………………………………………………………………………………….. 51
4.2. Потенциальные потребители результатов исследования ……………………… 51
4.3. Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ……………………………………………. 52
4.4. SWOT-анализ……………………………………………………………………………………… 54
4.5. Организация и планирование работ …………………………………………………….. 58
4.5.1. Продолжительность этапов работ ………………………………………………….. 59
4.6. Расчет сметы затрат на выполнение проекта ……………………………………….. 64
4.6.1. Расчет затрат на материалы …………………………………………………………… 64
4.6.2. Расчет затрат на оборудование ………………………………………………………. 66
4.6.3 Расчет амортизационных отчислений …………………………………………….. 67
4.6.4. Расчет заработной платы……………………………………………………………….. 68
4.6.5. Отчисления на социальные нужды ………………………………………………… 69
4.6.6. Накладные расходы ………………………………………………………………………. 70
4.6.7. Расчет общей себестоимости затрат разработки …………………………….. 70
4.7 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ………………………. 71
4.7.1 Оценка абсолютной эффективности исследования …………………………. 71
4.7.2 Оценка сравнительной эффективности исследования ……………………… 76
4.8. Заключение по разделу ……………………………………………………………………….. 78
5.1. Введение…………………………………………………………………………………………….. 82
5.2. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 82
5.2.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности … 82
5.2.2. Эргономические требования к правильному расположению и
компоновке рабочей зоны ………………………………………………………………………. 83
5.3 Производственная безопасность ………………………………………………………….. 84
5.3.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов……………….. 85
5.3.1.1. Анализ показателей микроклимата ……………………………………………… 85
5.3.1.2 Анализ показателей шума ……………………………………………………………. 88
5.3.1.3. Анализ освещенности рабочей зоны …………………………………………… 89
5.3.1.4. Анализ электробезопасности ………………………………………………………. 90
5.4. Экологическая безопасность……………………………………………………………….. 91
5.5. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………. 92
5.6. Заключение по разделу ……………………………………………………………………….. 94
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 96
Список используемой литературы ……………………………………………………………….. 97
Приложение А …………………………………………………………………………………………… 101
Промышленность все больше нуждается в улучшенных свойствах
композиционных материалов, например, в повышении твердости, чистоты и
химической стабильности, а также в более экономичной обработке.
При применении новых исходных компонентов,
высокопроизводительных технологических оборудований, а также
совершенствовав технологические процессы производства изделий из
композиционных материалов можно разрешать такие задачи. Комплексная
автоматизация производства на базе современных средств вычислительной
техники, позволяющая осуществлять оптимальное управление
технологическими процессами производства изделий из композиционных
материалов и улучшать его технико-экономические показатели имеет очень
важное [1].
Важнейшими вопросами, необходимыми решать производителям
продукции с целью обеспечения технологической безопасности и «выхода» на
мировую арену рынка, является внедрение энергосберегающих и наукоемких
технологий (в первую очередь – технологий порошковой металлургии),
способных обеспечить коренное поднятия качества выпускаемой продукции.
Применяя принципы порошковой металлургии для изготовлении композитных
материалов, можно существенно уменьшить энергетические затраты и расход
материалов. Кроме того, порошковая металлургия помогает снижению
загрязнения окружающей среды вредными веществами и газами. То есть,
обеспечивает большую экологическую чистоту. С применением технологий
порошковой металлургии решается большой круг задач по созданию новых
материалов, способных многократно повысить механические
свойства(прочность, износостойкость), обеспечить условия устойчивой
деятельности при повышенных температурах [2].
Благодаря сокращения отходов на механическую обработку (5…7%,) и
снижения трудоёмкости производства(уменьшение операций с 30 – 40 до 4 –
6;), а также высвобождения значительного количества станков и увеличения 10
производительности труда в 2 – 2,5 раза достигается экономический эффект
при внедрения технологий порошковой металлургии [3].
Целью настоящей работы было получить и изучить возможность и
особенности синтеза композиционных порошковых материалов на основе
оксида железа, алюминия в зависимости от соотношения компонентов и
условий реакции. В работе были поставлены такие задачи как отработка
технологии получения композиционных порошков Fe2O3+Al+Ti методом
порошковой металлургии, исследование характеристик порошков Fe2O3+Al+Ti
(морфология и микроструктура и фазовый состав, внутри частичная
пористость и т.п.).
В результате проделанной работы были получены и исследованы
композиционные порошки «оксид железа + алюминий + титан».
Было показано, что предварительная механическая активация
реакционной порошковой смеси позволяет расширить концентрационный
предел послойного горения в сторону большего содержания титановой связки.
Результат теплового взрыва показал, что по сравнению СВС
качественного отличия в фазовом составе нет. На примере составов №2
(1,23Ti+0,1C+1,2 Al+0,12Fe2O3) и №3 (0,1TiC + 0,1 Al2O3 + 0,03TiO2) новых
фаз не было обнаружено.
В системе Ti+Al+Fe2O3 на восстановление железа из оксида алюминия
ушла только часть алюминия, а неизрасходованные алюминий, оксид железа и
находящийся в избытке титан вступили в реакции с образованием двойных
интерметаллидов и сложного оксида.
В система TiO2+Al+C+Ti в результате ренгеноструктурного анализа
возникла тройная фаза, то есть присутствовал алюминий и углерод. В
результате часть алюминия ушла в тройную фазу и не участвовала в
алюмотермической реакции. Карбид титана имел дефицитный по углероду
состав, так как часть углерода также ушла в тройную фазу.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.7 (18 отзывов)
4.8 (37 отзывов)
4.8 (17 отзывов)
4.9 (5 отзывов)
5 (174 отзыва)
4.8 (40 отзывов)
4.8 (105 отзывов)
5 (188 отзывов)
4.3 (248 отзывов)
