Разработка способов подготовки порошковой смеси B4C –W – Al-Mg для получения керамики
Объектом исследования являются композиционная смесь B4C–W–Al-Mg с массовыми долями компонентов 20%-6%-74%.
Цель работы – Подобрать условия для подготовки смеси B4C–W–Al-Mg, которые позволяют предотвратить окисление магния.
В процессе исследования были использованы следующие методы: рентгенофазовый анализ, просвечивающая электронная микроскопия, одностороннее одноосное прессование.
В результате исследования были опробованы два растворителя для подготовки смесей. Показано, что в метилцеллозольве наблюдается еще большее окисление сплава. Использование изопропилового спирта позволила улучшить исходные характеристики смеси.
Введение…………………………………………………………….. 9
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР………………………………….. 11
1.1. СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ 11
КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ КАРБИДОВ И МЕТАЛЛОВ…………….
1.1.1. Свойства исходных компонентов………………………….. 11
1.1.2. О композитах на основе карбидов…………………………… 19
1.2. Получение композиционных материалов на основе 25
карбидов и кремния………………………………………………………………
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ…………………… 31
2.1. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ………………………………… 31
2.2. ПОЛУЧЕНИЕ ПОРОШКОВОЙ СМЕСИ И КОМПАКТОВ. 31
2.3. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРОШКОВОЙ СМЕСИ 33
B4C–W–Al-Mg……………………………………………………………….
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ………………………. 36
3.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОШКОВ И КМ СМЕСИ B4C– 36
W–Al-Mg, ПОДГОТОВЛЕННОЙ В МЕТИЛЦЕЛЛОЗОЛЬВЕ…………..
3.1.1. Подготовка смеси в метилцеллозольве……………………… 36
3.1.2. Характеристика порошков в смеси после обработки в МЦ 38
3.1.3. Характеристика прессовок КМ B4C–W–Al-Mg (после 42
подготовки порошковой смеси в МЦ)……………………………………..
3.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОШКОВ И КМ СМЕСИ B4C– 43
W–Al-Mg, ПОДГОТОВЛЕННОЙ В ИЗОПРОПИЛОВОМ СПИРТЕ……
3.2.1. Подготовка смеси в изопропиловом спирте………………… 43
3.2.2. Характеристика порошков в смеси после обработки в 44
ИПС……………………………………………………………………………..
3.2.3. Характеристика прессовок КМ B4C–W–Al-Mg (после 47
подготовки порошковой смеси в ИПС)……………………………………
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 48
ресурсосбережение………………………………………………………….
4.1. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОТРЕБИТЕЛИ РЕЗУЛЬТАТОВ 49
ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………………………………
4.2. ПЛАНИРОВАНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ 50
РАБОТ…………………………………………………………………….
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования…………. 50
4.2.2. Определение трудоемкости выполнения работ…………….. 51
4.2.3. Разработка графика проведения научного исследования….. 52
4.3. БЮДЖЕТ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ………………… 55
4.3.1. Сырье, материалы, покупные изделия (за вычетом отходов) 55
4.4. РАСЧЕТ ФОНДА ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ…………………. 56
4.4.1. Основная заработная плата…………………………………. 56
4.4.2. Накладные расходы…………………………………………… 57
4.4.3. Затраты на специальное оборудование……………………. 58
4.4.4. Формирование бюджета затрат проекта…………………… 59
5. Социальная ответственность………………………………… 61
5.1. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ……………….. 63
5.1.1. Анализ вредных факторов……………………………………. 63
5.1.2 Анализ выявленных опасных факторов…………………… 68
5.2. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ…………………….. 73
5.3. БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ….. 74
5.4. ПРАВОВЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ 75
ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ………………………………………
Выводы……………………………………………………………….. 77
Список публикаций………………………………………………….. 78
Список использованной литературы……………………………….. 79
Приложение A (на английском языке)……………………………… 82
Приложение Б Дифрактограммы порошковой смеси……………… 93
Приложение В ПЭМ изображения порошковой смеси…………… 94
Композитные материалы, в настоящее время, представляют большой
интерес, что вызвано уникальным сочетанием ряда механических и
эксплуатационных свойств.
В частности металломатричные композиты имеют более низкий
коэффициент теплового расширения и меньше изнашиваются при трении, по
сравнению с неармированными металлами. Кроме того, металломатричные
композиты обладают рядом преимуществ по сравнению с композитами на
основе полимерных матриц: имеют более высокую прочность, жесткость,
прочность при сдвиге и сжатии, а так же теплостойкость, обладают высоким
модулем упругости. Они не поглощают влагу, не горят, имеют хорошую
электро- и теплопроводность, стойки к действию света и радиации.
Недостатком таких композитов является их меньшая деформативность и
более высокая цена, чем у исходных металлов.
В настоящий момент перспективными являются материалы на основе
различных карбидов и металлов, которые дают возможность снизить массу
конструкций при одновременном повышении их прочности и жесткости.
Такие материалы применяют при изготовлении радиационно-защитных
материалов.
Применяемые в настоящее время для целей радиационной защиты
конструкционные сплавы, обладая удовлетворительными механическими
свойствами, при эксплуатации в режиме повышенного ионизирующего
излучения, подвергаются радиационному разбуханию и структурным
изменениям. Данные проблем могут быть предотвращены путём применения
РЗК, модифицированных керамическими наполнителями со специфическими
ядерно-физическими свойствами.
При использовании в указанных условиях традиционных
конструкционных материалов с наименьшим удельным весом (алюминия и
его сплавов) сохраняется довольно высокий уровень прохождения
ионизирующих излучений, поэтому с целью наиболее ответственных
функциональных узлов и элементов используются локальные защитные
решения – корпуса и экраны, в том числе для отдельных микросхем.
Основной проблемой таких композитов является окисляемость металла
в процессе подготовки готового изделия.
Цель работы – подобрать условия подготовки смеси B4C–W–Al-Mg,
позволяющие удалить окисленный слой с поверхности сплава.
Для достижения поставленной цели предполагалось решить следующие
задачи:
1. Подготовить порошковую смесь B4C–W–Al-Mg с добавлением
растворителей, а именно метилцеллозольв и изопропиловый спирт;
2. Определить фазовый состав порошков и морфологию порошков в
смеси;
3. Оценить плотность спеченных образцов после различных
способов подготовки смеси.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.9 (66 отзывов)
4.2 (5 отзывов)
4.8 (37 отзывов)
5 (21 отзыв)
4.7 (82 отзыва)
0 (13 отзывов)
5 (22 отзыва)
4.5 (330 отзывов)
5 (91 отзыв)
