Исследование синтезированных порошковых продуктов наrnоснове TiB+Ti
Целью настоящей работы является исследование порошковых композитов TiB – связка Ti, полученных методом СВС. В результате данного исследования описаны методы получения СВС материалов на основе борида титана, описаны полученные СВС порошки, представлены результаты спекания, микроструктура образцов составов TiB+Ti. Помимо этого, в данной исследовательской работе рассмотрены вопросы, касающиеся социальной ответственности, финансового менеджмента, ресурсоэффективности и ресурсосбережения.
Реферат …………………………………………………………………………………………… 7
Введение……………………………………………………………………………………….. 11
1. Литературный обзор ……………………………………………………………….. 12
1.1. Система «титан-бор» ……………………………………………………………. 12
1.2. Методы СВС ………………………………………………………………………… 15
1.3. Покрытие на основе TiB. ………………………………………………………. 17
2. Материалы и методы……………………………………………………………….. 19
2.1. Методы получения СВС материалов на основе TiB ………………. 21
2.2. Методы исследования композитов на основе TiB………………….. 34
3. Результаты исследования порошковых продуктов на основе
TiB+Ti…………………………………………………………………………….39
3.1. Описание полученых СВС-порошков……………………………………. 39
3.2. Результаты спекания. Микроструктура спеченных прессовок.
Сравнение с используемыми СВС-порошками. ………………………………………… 42
3.3. Поведениие синтезированных порошков при спекании …………. 43
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение…………………………………………………………………………………… 46
4.1. Потенциальные потребители результатов исследования ……….. 46
4.2. Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………………………………. 48
4.3. SWOT-анализ ……………………………………………………………………….. 50
4.4. Инициация проекта ………………………………………………………………. 53
4.4.1. Цели и результаты проекта ………………………………………………… 53
4.4.2. Организационная структура проекта ………………………………….. 54
4.4.3. Ограничения и допущения проекта ……………………………………. 55
4.4.4. Планирование управления научно – техническим проектом….. 55
4.4.4.1. Контрольные события проекта …………………………………………… 55
4.4.4.2. Бюджет научного исследования …………………………………………. 56
4.4.4.3. Оценка готовности проекта к коммерциализации …………….. 60
5. Ограничения и допущения проекта………………………………………….. 65
5.1. Введение………………………………………………………………………………. 65
5.2. Техногенная безопасность ……………………………………………………. 65
5.2.1. Анализ вредных факторов производственной среды …………… 65
5.2.1.1. Шум ………………………………………………………………………………… 66
5.2.1.2. Вредные вещества……………………………………………………………. 67
5.2.1.3. Микроклимат …………………………………………………………………… 68
5.2.1.4. Освещение на рабочем месте …………………………………………… 72
5.2.1.5. Расчет общего равномерного освещения ………………………….. 73
5.2.2. Анализ опасных факторов производственной среды …………… 77
5.2.2.1. Электрический ток …………………………………………………………… 77
5.2.2.2. Пожаробезопасность ……………………………………………………….. 79
5.2.3. Региональная безопасность ………………………………………………… 81
5.2.4. Организационные мероприятия обеспечения безопасности … 82
5.2.5. Особенности законодательного регулирования проектных
решений…………………………………………………………………………..84
5.2.6. Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………… 85
6. Основные результаты и выводы по исследовательской работе …. 87
7. Список использованной литературы ………………………………………… 88
Приложение А. ……………………………………………………………………………… 91
На сегодняшний день композиционные порошковые материалы всё
чаще используются в промышленности, приходя на замену дорогим сплавам,
поскольку, материалы на основе композиционных порошков обладают
уникальным сочетанием твердости, высокой удельной прочности,
износостойкости при абразивном износе и в контактных парах [1-3]. Помимо
этого, современное машиностроение стремится к максимальной
эффективности изготовления деталей, увеличению коэффициента
использования материала (КИМ). При традиционной механической
обработке материалов невозможно достичь таких показателей КИМ как при
изготовлении изделий из композитных порошковых материалов. При
получении изделий из композитных порошков КИМ всегда будет близок к
единице, это означает, что изготовление изделий из композиционных
порошков, практически безотходное производство.
Помимо этого, существует множество других сфер применения таких
композиционных порошков, например изготовление металлорежущего
инструмента, наплавка покрытий или использование таких порошков в
аддитивных технологиях [4-6].
Основной целью моей научной работы является исследование
синтезированных порошковых материалов на основе TiB+Ti. Материалы
данной системы характеризуются более высокими значениями механических
и теплофизических свойств по сравнению с чистым титаном, обладают
стойкостью к окислению при высоких температурах, благодаря чему
получили большое распространение в качестве защитных покрытий целого
ряда деталей и узлов в различных отраслях производства.
Несмотря на большое количество исследований композиционных
материалов с боридами титана, преимущественно их тема касалась
поверхностной обработки титановых сплавов, тогда как мало работ,
посвященны возможности получения объемных деталей и изделий с
использованием этих композитов. В связи с этим решаемая в дипломной
работе задача является актуальной.
1.Высокие технологии в современной науке и технике (ВТСНТ-
2016) : сборник научных трудов V Международной научно-технической
конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, г. Томск, 5–7
декабря2016г./НациональныйисследовательскийТомский
политехнический университет (ТПУ) ; под ред. А. Н. Яковлева. — Томск :
STT, 2016.
2.Химия и науки о материалах – Индикатор. [Электронный ресурс].
Режим доступа: https://indicator.ru/news/2016/11/11/rossijskie-uchenye-sdelali-
titan-bolee-iznosostojkim
3.«Перспективные разработки, НИОКРы, изобретения» – Сделано у
нас. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://sdelanounas.ru/blogs/86117/
4.Применение боридов – Отдел структурной макрокинетики.
[Электронныйресурс].Режимдоступа:
http://dsmtomsk.ru/working/pages56.html
5.Изотова А. Ю., Гришина О. И., Шавнев А. А. Композиционные
материалы на основе титана, армированные волокнами (обзор) //Труды
ВИАМ. – 2017. – №. 5 (53).
6.Новый российский высокопрочный композит на основе титана –
Профессионалы.ru.[Электронныйресурс].Режимдоступа:
http://dsmtomsk.ru/working/pages56.html
7.Самсонов Г.В., Марковский Л.Я., Жигач А.Ф., Валяшко М.Г. Бор
его соединения и сплавы. Изд. – во: Академии наук Украинской ССР – Киев –
1960. -589с.
8.Таблица менделеева на сайте IUPAC. [Электронный ресурс].
Режим доступа: http://www.iupac.org/reports/periodic_table
9.Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. – М.:
Металлургия, ─ 1972. – 496 с.
10. Чжан Ф. Ф. и др. Титан в микро и нано структурах
//Международный студенческий научный вестник. – 2014. – №. 4. – С. 35-35.
11. Илларионов А. Г. Технологические и эксплуатационные свойства
титановых сплавов: учебное пособие / А. Г. Илларионов, А. А. Попов ; [науч.
ред. С. Л. Демаков]. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 137 с.
12. Завод порошковой металлургии АО «Полема». [Электронный
ресурс]. Режим доступа: http://www.polema.net/titan-i-ti-splavy.html
13. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Д44
Справочник: В 3т.: Т. 1 / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. – М.:
Машиностроение, 1996. – 992 с.: ил.
14. Munro R. G. Material properties of titanium diboride //Journal of
Research of the National Institute of Standards and Technology. – 2000. – Т. 105.
– №. 5. – С. 709.
15. A. G. Merzhanov. In: Combustion and Plasma Synthesis of High
Temperature Materials. VCH Publishers. NewYork. (1990) 1—16 p.709 p.
16. A. G. Merzhanov, I. P. Borovinskaya. Int. J. Self-Prop. High-Temp.
Synth. 17 (4), 242—248 (2008).
17. Мержанов А.Г., Боровинская И.П. Самораспространяющийся
высокотемпературный синтез тугоплавких неорганических соединений //
Доклады Академии наук СССР. ─ 1972. Toм 204, № 2. с. 336-339.
18. Radhakrishnabhat B.V., Subramanyam J., Bhanuprasad V.V.,
Preparation of Ti–TiB–TiC and Ti–TiB composites by insiture action hot pressing.
─ MaterSciEng A 2002;325:126–30.
19. Atri R.R., Ravichandran K.S., Jha S.K., Elastic properties of in situ
processedTi–TiBcompositesmeasuredbyimpulseexcitationof
vibration.MaterSciEngA 1999;271:150–9.
20. Geng K.E., LuW.J., Zhang D. In situ synthesized (TiBþY2O3)/Ti
composites. J MaterSciLett2003;22:877–9
21. Е.А. Левашов, А.С. Рогачев, В.И. Юхвид, И.П. Боровинская.
Физико-химические и технологические основы самораспространяющегося
высокотемпературного синтеза. ─ М.: Бином, ─ 1999, ─ 176 с.
22. Погожев Ю. С. и др. О влиянии нанокристаллических порошков
тугоплавких соединений на процесс горения, структурообразование, фазовый
состав и свойства СВС-сплава на основе TiC-TiAl //Известия высших
учебных заведений. Цветная металлургия. – 2006. – №. 5. – С. 23-31.
23. Прибытков Г. А. Исследование и разработка порошковых
катодных материалов Al-Cr, Al-Cr-Si для ионно – плазменного синтеза
износостойких покрытий.
24. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. – Рипол Классик,
1985.
25. Гуляев А.П., Гуляев А.А. Металловедение: Учебник для вузов. 7-
е изд., перераб. и доп. М.:ИД Альянс, 2011. – 644с.
26. Патент РФ №2205094 Панин В.Е., Белюк С.И., Дураков В.Г. и др.
«Способ электронно-лучевой наплавки» выдан 27 мая 2003г
27. Гальченко Н. К., Белюк С. И., Панин В. Е. Электронно-лучевая
наплавка композиционных покрытий на основе диборида титана //Физика и
химия обработки материалов. – 2002. – №. 4. – С. 68-72.
28. Колесникова К. А., Гальченко Н. К. Формирование структуры и
свойств композиционных покрытий в системе Ti-B-Fe.
29. Мырзахан А. М., Макан А. Д. Износостойкость электронно-
лучевых покрытий TiB+ Ti //Высокие технологии в современной науке и
технике (ВТСНТ-2016): сборник научных трудов V Международной научно-
технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, г.
Томск, 5–7 декабря 2016 г.—Томск, 2016. – 2016. – С. 431-432.
30. Смесители типа «пьяная бочка». [Электронный ресурс]. Режим
доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/пьяная_бочка
31. Утилизация промышленных, медицинских и биологических
токсичных отходов ОАО «Полигон» г. Томск. [Электронный ресурс]. Режим
доступа: http://poligon.tomsk.ru/
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (9 отзывов)
5 (18 отзывов)
4.8 (37 отзывов)
4.8 (2878 отзывов)
4.2 (13 отзывов)
4.8 (30 отзывов)
4.6 (92 отзыва)
4.6 (30 отзывов)
5 (49 отзывов)
