Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України icon

Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України




Скачати 55.26 Kb.
НазваДержавний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України
Дата02.08.2012
Розмір55.26 Kb.
ТипДокументи

Назва вищого навчального закладу або наукової установи.

Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.


1. Назва науково-дослідної, дослідно-конструкторської роботи.

Фізичні основи формування квазікристалічних структур в сплавах на основі алюмінію при лазерному легуванні

2. Автори.

Д. ф.-м.н., проф. Гіржон В.В., к.ф-м.н., доц. Смоляков О.В.




3. Основні характеристики, суть наукових результатів роботи.


Науково-дослідна робота спрямована на дослідження процесів формування квазікристалічного стану та підвищення пов’язаних з ним фізико-механічних властивостей в поверхневих шарах алюмінієвих сплавів при імпульсному лазерному легуванні.

Підвищення зносостійких характеристик металів методом лазерного легування є досить розповсюдженим. Ділянка поверхні нагрівається вище температури плавлення, у зону оплавлення вводять легуючі компоненти, і в результаті утворюється поверхневий шар із хімічним складом, відмінним від основного металу. Легування тонкого поверхневого шару розплаву, створеного впливом імпульсного або безупинно діючого випромінювання, частіше всього використовують як метод підвищення мікротвердості, а також для одержання локальної ділянки з підвищеними антикорозійними властивостями. Природа зміцнення металів після впливу лазерного легування обумовлена унікальною морфологією співіснуючих фаз та особливого способу структурної організації, зокрема підвищеною щільністю дефектів кристалічної будови, дисперсністю блоків, високою концентраційною неоднорідністю. Це забезпечує аномально високу твердість оброблених поверхонь, а також позитивно впливає на основні експлуатаційні властивості - теплостійкість, зносостійкість і т.д. Запропоновано та експериментально реалізовано лазерне легування алюмінію сумішшю порошків міді та заліза. Легуючий елемент наноситься на торцеву поверхню зразків у вигляді дисперсного порошку на клейовій основі або у вигляді спиртової суспензії з наступною сушкою. Це дозволяє уникнути вибуховоподібних явищ на поверхні, що відбуваються під впливом лазерного нагрівання. В рамках науково-дослідної роботи проведено експериментальні та теоретичні дослідженя, які дають можливість отримати надтверді покриття при лазерному легуванні алюмінієвих сплавів сумішшю порошків чистих металів. Використання лазерної обробки дозволяє значно розширити ступінь нерівноважності умов кристалізації розплаву та локалізувати зону термічного впливу. Це дає можливість створення на наперед обраних ділянках поверхневих шарів алюмінієвих сплавів зносостійких композитів типу “квазікристалічне - кристалічне”.

^

4. Патенто-, конкурентоспроможні результати.


Висока твердість квазікристалів у поєднанні з низьким коефіцієнтом тертя дає можливість застосування їх у вузлах машин з високими вимогами до зносостійкості. На жаль квазікристалічні сплави дуже крихкі, тому перспективним є використання таких матеріалів в якості покриттів та тонких плівок, що, в свою чергу, потребує розробки методів їх отримання на поверхнях масивних виробів.

Відомі способи створення квазікристалічних покриттів, що призводять до значного зростання мікротвердості та зносостійкості поверхонь металів та сплавів, які включають газотермічне або іонно-плазмове напилення, або електропроменеве осадження у вакуумі. Недоліками цих способів створення квазікристалічних покриттів є необхідність попереднього виготовлення порошків з квазікристалічною фазою або виконання технологічного процесу нанесення покриття з використанням вакуумних камер. Крім того, застосування методу газотермічного напилення для алюмінієвих деталей є складним технологічним процесом і може призводити до руйнування самої деталі.

У зв’язку з цим спосіб отримання квазікристалічного покриття за допомогою лазерного легування, що пропонується, є високотехнологічним, дає змогу отримання локальних покриттів з високою адгезією, та застосовуватися без захисної атмосфери або вакууму.

Створене в результаті реалізації розробки покриття системи Al-Cu-Fe має мікротвердість, що перевищує мікротвердість алюмінієвої матриці майже у 50 разів.


5. Порівняння із світовими аналогами.

Традиційними методами створення надтвердих квазікристалічних покриттів є газотермічне напилення квазікристалічного порошку на поверхню виробів. Якість газотермічних покриттів і вміст у них квазікристалічної фази насамперед визначаються складом, структурою, розміром і формою часток та інших характеристик вихідного порошку, що, в свою чергу, залежать від способу його одержання. Таким чином постає задача оптимізації процессів виготовлення квазікристалічних порошків.

Запропонований спосіб дає можливість скоротити технологічний цикл створення квазікристалічного покриття - виключити етап виготовлення квазікристалічного порошку. Крім того, висока локалізація зони лазерного легування у порівнянні з газотермічним напиленням дає можливість зміцнювати деталі зі складною формою поверхні. Високі швидкості нагріву та охолодження поверхні при лазерному легуванні є передумовою для створення покриттів на основі не тільки стабільних, а й метастабільних квазікристалічних фаз. Такі покриття можуть знайти застосування в майбутньому, оскільки квазікристалічні матеріали є досить новими і ще не набули широкого використання.


6. Економічна привабливість наукових результатів роботи для просування на ринок, впровадження та реалізації, показники, вартість.

Комплекс теплофізичних, механічних, хімічних та інших властивостей квазікристалічних матеріалів на основі алюмінію дозволяє прогнозувати широкий спектр їх практичного застосування. Удосконалення технології виробництва виробів і покриттів з матеріалів, що містять квазікристалічну фазу, дозволить істотно розширити сферу їх використання в різних галузях техніки.

Використання методу лазерного легування сумішшю порошків чистих металів призводить до значного підвищення зносостійкості алюмінієвих деталей, а отже і до підвищення їх терміну експлуатації. Крім того, відсутність технологічного етапу виготовлення квазікристалічного порошку знижує собівартість виробів з квазікристалічним покриттям.


7. Галузі, міністерства, відомства, підприємства, організації, де можна реалізувати наукові результати роботи.

Наукові результати можуть бути використані для розробки технологій підприємствами машинобудівної та автомобільної промисловості, приладобудування, аерокосмічними фірмами та науковими закладами, які досліджують властивості металевих сплавів, отриманих в умовах нерівноважної кристалізації з рідкого стану.


8. Очікуваний ефект від результатів впровадження (20 рядків).

Отримані фізичні дані щодо формування в нерівноважних умовах кристалізації з розплаву потрійних фаз з порядками осей симетрії граток, відмінними від класичних, дадуть можливість більш глибокого розуміння процесів структуроутворення в металевих сплавах, можливість поетапного наближення до прогнозування вибору матеріалів періодичної системи, здатних, при певних умовах, до утворення означених структур, визначення областей гомогенності квазікристалічних фаз різного хімічного складу і, як наслідок, до формування бодай напівемпіричних критеріїв утворення квазікристалів в залежності від їх складу та кінетичних параметрів теплової дії в процесі структуроутворення.

Впровадження нових технологій, які ґрунтуються на отриманих в роботі фізичних закономірностях дасть можливість багаторазового підвищення зносостійкості поверхневих шарів виробів із сплавів на основі алюмінію, зростання довговічності готових деталей та механізмів в умовах експлуатації їх при безпосередньому контакті (терті), що є реальною альтернативою подальшому розширенню номенклатури та обсягів імпорту з Росії чи країн Європи в Україну низки виробів зі сплавів на Al-основі.


Адреса:

Запорізький національний університет 69063, м. Запоріжжя, вул. Жуковського, 66. Кафедра фізики металів.


Телефон: 64-33-53 , Факс: 64-33-53 , E-mail: girzhon@zsu.zp.ua

Схожі:

Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України iconУгода про підготовку аспіранта (докторанта) за рахунок державного замовлення № 20 р. Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет»
Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет» Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України...
Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України iconНавчальний посібник Київ 2007 ббк
Державний вищий навчальний заклад „запорізький національний університет міністерства освіти І науки україни
Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України iconДержавний вищий навчальний заклад “запорізький національний університет” міністерства освіти І науки, молоді та спорту україни повна назва кафедри «затверджую»
Курс (назва) розрахований на студентів курс факультет напрям підготовки
Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України iconДержавний вищий навчальний заклад „запорізький національний університет” міністерства освіти та науки україни
Бази практики – кафедра садово-паркового господарства та генетики рослин зну, Запорізький міський дитячий ботанічний сад
Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України iconДержавний вищий навчальний заклад „запорізький національний університет” міністерства освіти та науки україни
Бази практики – кафедра садово-паркового господарства та генетики рослин зну, Запорізький міський дитячий ботанічний сад
Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни державний вищий навчальний заклад «київський національний економічний університет імені вадима гетьмана» Максимова Алла Василівна
Робота виконана на кафедрі банківської справи Криворізького економічного інституту двнз «Криворізький національний університет» Міністерства...
Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України iconМіністерство освіти і науки, молоді та спорту України Державний вищий навчальний заклад
Роботу виконано на кафедрі фінансів підприємств двнз “Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана” Міністерства...
Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни державний вищий навчальний заклад
Робота виконана на кафедрі менеджменту банківської діяльності двнз «Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана»...
Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України iconМіністерство освіти і науки, молоді та спорту україни Державний вищий навчальний заклад
Робота виконана на кафедрі політичної економії обліково-економічних факультетів двнз «Київський національний економічний університет...
Державний вищий навчальний заклад “Запорізький національний університет” Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України iconМіністерство освіти і науки, молоді та спорту України Державний вищий навчальний заклад «Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана»
Державний вищий навчальний заклад Київський національний економічний університет
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи