Современная электрометаллургия, 2012, №02



2012 №02 (05)

2012 №02 (07)

---

Современная электрометаллургия, 2012, № 2, c. 25-30
 

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУРНЫХ КЕРМЕТОВ НА ОСНОВЕ Al2O3, ПОЛУЧЕННЫХ СПОСОБОМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО ОСАЖДЕНИЯ В ВАКУУМЕ

Я. А. Стельмах

Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Приведены результаты исследований микротвердости толстых (20… 60 мкм) керамико-металлических конденсатов систем Al₂O₃—Me (где Me – ниобий, молибден, титан, цирконий, кобальт) в зависимости от основных технологических параметров их синтеза – температуры подложки T_п и количества вводимой в матрицу Al₂O₃ металлической добавки. Определены наиболее перспективные металлические добавки для получения керметов с высокой микротвердостью. Показано, что введение металлической составляющей в паровой поток Al₂O₃ позволяет синтезировать стабильные конденсаты с микротвердостью до НV = 20… 22 ГПа. Исследованиями ТЭМ установлено, что данные керметы находятся в наноструктурном состоянии. Показано, что применение ионной активации парового потока металлической добавки существенно повышает микротвердость керметов. Установлено, что термическая активація вносит дополнительный вклад в увеличение микротвердости керметов полученных электронно-лучевым осаждением.
 
Presented are the results of investigations of microhardness of thick (20… 60 m) ceramic-metallic condensates of system Al₂O₃—Me (where Me – Nb, Mo, Ti, Zr, Co) depending on main technological parameters of their synthesis: substrate temperature (T_s) and amount of metallic addition, added to matrix Al₂O₃.The most challenging metallic additions are defined for producing cermets with high microhardness. It is shown that adding of a metallic component into a vapor stream of Al₂O₃ allows producing the stable condensates with microhardness up to HV = 20… 22 GPa. It was found by TEM examinations that the produced cermets are in a nanostructured state. It is shown that the application of ion activation of a vapor steam of metallic addition will greatly increase the microhardness of cermets. It was found that the thermal activation contributes significantly to the increase in microhardness of cermets produced by electron beam deposition.
 
Ключевые слова: керамико-металлические материалы; наноструктурные материалы; микротвердость; электронно-лучевое испарение; подложка с градиентом температуры; оксид алюминия; ниобий; молибден; ионная активация; термическая активація

Поступила 20.03.2012
Опубликовано 05.06.2012

1. Керметы / Под ред. Дж. Р. Тинкляпо, У. Б. Крендалла. – М.: Изд-во иностр. лит., 1962. – 367 с.
2. Кречмар Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс. – М.: Изд-во Машиностроение, 1966. – 345 с.
3. Мовчан Б. А. Электронно-лучевая технология испарения и осаждения из паровой фазы неорганических материалов с аморфной нано- и микроструктурой // Наносистеми, наноматериали, нанотехнології. – 2004. – 2, № 4. – С. 1103—1126.
4. Яковчук К. Ю., Стельмах Я. А. Лабораторная электронно-лучевая установка для осаждения из паровой фазы неорганических материалов с аморфной, нано- и микроразмерной структурой // Материалы конференции НАН-СИС-2004 (Киев, 12—14 окт., 2004). – Киев, 2004. – 387 с.
5. Крушинская Л. А., Стельмах Я. А. Структура и некоторые свойства толстых конденсатов оксида алюминия, получаемых электронно-лучевым испарением и осаждением паровой фазы в вакууме // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. – 2010. – 8, № 4. – С. 1003—1014.
6. Мовчан Б. А. Электронно-лучевая гибридная нанотехнология осаждения неорганических материалов в вакууме // Актуальные пробл. современ. материаловед. – Киев: «Академперіодика», 2008. – С. 227—247.
7. Мовчан Б. А., Демчишин А. В. Исследования структуры и свойств толстых вакуумных вольфрамовых конденсатов никеля, титана, вольфрама, окиси алюминия и двоокиси циркония // Физика металлов и металловед. – 1969. – 28, вып. 4. – С. 653—660.