Автоматичне зварювання, 2014, №10



2014 №10 (03)

2014 №10 (05)

---

Журнал «Автоматическая сварка» № 10/2014, с. 24-27

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ НАГРЕВА НА ТЕМПЕРАТУРУ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ФОЛЬГИ Ti/Al

Д. Н. КУЗЬМЕНКО, А. И. УСТИНОВ, С. Г. КОСИНЦЕВ, Л. В. ПЕТРУШИНЕЦ

ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Самоподдерживающаяся экзотермическая реакция синтеза в многослойной фольге, состоящей из интерметаллидообразующих элементов, может протекать путем самораспространения фронта реакции высокотемпературного синтеза по фольге (самораспространяюшийся высокотемпературный синтез (СВС)) или в результате протекания реакции синтеза по всему объему (самовоспламенение (СВ)). Последнее реализуется при условии нагрева всей фольги до некоторой критической температуры, при которой реакция синтеза протекает по всему объему без внешнего подвода тепла. В работе на примере многослойной фольги Ti/Al исследовано влияние скорости ее нагрева на температуру СВ. Показано, что существует критическая скорость нагрева, ниже которой СВ фольги не наблюдается, а при скоростях нагрева выше критической температура СВ снижается с увеличением скорости нагрева. Зависимость температуры СВ от скорости нагрева имеет немонотонный характер: при небольших скоростях нагрева температура СВ резко снижается, а при дальнейшем повышении скорости нагрева температура СВ остается практически неизменной. Такая немонотонная зависимость температуры СВ фольги от скорости нагрева связывается с протеканием в ней в процессе нагрева термически активированных твердофазных реакций, которые сопровождаются образованием прослоек интерметаллида на границе между слоями титана и алюминия, препятствующих диффузионному перемешиванию элементов. С увеличением скорости нагрева толщина прослоек уменьшается, что способствует снижению температуры СВ. Библиогр. 11, рис. 4.
 
Ключевые слова: многослойная фольга, самовоспламенение, электронно-лучевое вакуумное осаждение, тепловой взрыв, тепловыделение
 
Поступила в редакцию 18.09.2014
Подписано в печать 25.09.2014
 
1. Мержанов А. Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. — М.: Химия, 1983.
2. Мержанов А. Г. Твердопламенное горение. – Черноголовка: ИСМАН, 2000. – 224 с.
3. Diffusion welding of gamma-TiAl alloys through nanolayered foil of Ti/Al system / A. I. Ustinov, Yu. V. Falchenko, A. Ya. Ishchenko et al. // Intermetallics. – 2008. – 16. – P. 1043–1045.
4. Room temperature soldering with nanostructured foils / J. Wang, E. Besnoin, A. Duckham et al. // Appl Phys Lett. – 2003. – 83. – Р. 3987–3989.
5. Reactive nanostructured foil used as a heat source for joining titanium / A. Duckham, S. J. Spey, J. Wang et al // J Appl Phys. – 2004. – 96. – Р. 2336–2342.
6. Запорожец Т. В., Гусак А. М., Устинов А. И. Условия распространения фронта реакции СВС в нанослойных фольгах, контактирующих с теплопроводящим материалом // Автомат. сварка. – 2011. – № 8. – С. 43–47.
7. Безгазовое горение многослойных биметалличских нанопленок Ti/Al / А. С. Рогачев, А. Э. Григорян, Е. В. Илларионова и др. // Физ. горения и взрыва. – 2004. – 40, № 2. – С. 45–51.
8. Концепция развития СВС как области научно-технического прогресса. – Черноголовка: Территория, 2003. – С. 7–12, С. 92–108.
9. Inverse problem for SHS in multilayer nanofoils: prediction of process parametrs for single-stage SHS reaction / T. V. Zaporozhets, A. M. Gusak, Ya. D. Korol, A. I. Ustinov // Intern. J. of SHS. – 2013. – 22, № 4. – P. 217–226.
10. Диффузионная сварка микродисперсного композита АМг5 + Al2O3 с применением нанослойной фольги Ni/Al / А. Я. Ищенко, Ю. В. Фальченко, А. И. Устинов и др. // Автомат. сварка. – 2007. – № 7. – С. 5–9.
11. Phase transformations during rapid heating of Al/Ni multilayer foils / J. C. Trenkle, L. J. Koerner, M. W. Tate et al. // Applied Physics Letters. – 2008. – 93. – № 8.