- •Міністерство освіти і науки України
- •1. Властивості порошків
- •1.1. Хімічні властивості
- •1.2. Фізичні властивості
- •Методи визначення розміру частинок
- •1.3. Технологічні властивості
- •2. Механічні методи отримання порошків
- •2.1. Загальні положення
- •2.2. Характеристика обладнання для подрібнення
- •Він пропонує у цьому виразі замінити поточні напруги на межу міцностіматеріалу, що дозволить визначити роботу, яка виконується під час подрібнення матеріалу об’ємомза один цикл. Ця робота дорівнює:
- •Витрати роботи залежно від етапу руйнування
- •2.4. Вплив рідин та пар на процес подрібнення матеріалів
- •3. Отримання порошків розпиленням розплавів
- •3.1. Загальні положення
- •Математично залежності можна описати емпіричним рівнянням
- •Значення критеріїв Re та Lp для різних умов розпилення
- •3.2. Вплив різних факторів на процес розпилення розплавів газами
- •Гранулометричний склад порошку заліза, одержаного розпиленнямрозплавів сплавів заліза
- •Поверхневий натяг розплавів заліза з киснем, азотом, сіркою та фосфором
- •Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією можна визначити за виразом
- •Теплофізичні властивості газів
- •3.3. Розпилення рідиною
- •Значення коефіцієнта тепловіддачі для умов розпилення розплавів водою
- •3.4. Формування складу і структури порошків під час розпилення розплавів
- •3.5. Технологічні особливості отримання порошків розпиленням
- •Режими одержання порошків розпиленням
- •4. Отримання порошків металів і сплавів відновленням з оксидів та інших сполук
- •4.1. Основи термодинаміки відновлювальних процесів
- •4.2. Механізм і кінетика відновлювальних процесів.
- •4.3. Закономірності отримання порошків металів їх
- •4.4.1. Отримання металів відновленням
- •Оксиди відновлюють відповідно до принципу послідовності
- •4.4.2. Магнієтермічне відновлення солей металів
- •4.4.3. Натрієтермічне відновлення солей металів
- •4.5. Отримання порошків сплавів
- •4.5.1. Сумісне відновлення оксидів металів воднем
- •Константи рівноваги
- •4.5.2. Сумісне відновлення сумішів оксидів і металевих порошків
- •4.5.3. Метод термодифузійного насичення з точкових джерел
- •1100 С (протягом 6 год) від їх умісту у вихідній шихті:
- •4.6. Технологічні основи отримання порошків металів та сплавів
- •Відновлення
- •5.1.2. Вплив різноманітних чинників на властивості порошків металів під час їх отримання електролізом водних
- •5.1.3. Особливості отримання порошків сплавів
- •5.1.4. Технологічні основи отримання порошків металів електролізом водних розчинів їх солей
- •11 _ Діафрагма
- •5.2. Електроліз розплавлених середовищ
- •5.2.1. Технологічні основи отримання порошків металів електролізом розплавлених середовищ
- •5.3. Автоклавний метод отримання порошків
- •5.4. Отримання порошків цементацією
- •5.5. Отримання порошків міжкристалевою корозією
- •6. Газові методи отримання порошків
- •6.1. Дисоціація карбонілів
- •7. Отримання порошків безкисневих тугоплавких сполук
- •7.1. Властивості та застосування безкисневих
- •Властивості тугоплавких сполук
- •7.2. Отримання порошків карбідів
- •Фази кінцевого продукту
- •Склад карбідів, одержаних методом свс
- •Характеристики карбіду титану отриманогометодомСвс
- •Умови осадження карбідів з газової фази
- •7.3. Отримання порошків нітридів
- •Умови отримання і склад нітридів, одержаних азотизацією металів
- •Умови осадження нітридів з газової фази
- •7.4. Отримання порошків боридів
- •7.5. Отримання порошків силіцидів
- •Температурні режими отримання силіцидів осадженням з газової фази
- •7.6. Отримання порошків неметалевих тугоплавких сполук
- •Газоподібний утворюваний силіцій, взаємодіючи з вуглецем, утворює силіцію
- •7.7. Отримання порошків литих тугоплавких сполук
- •Вихідні матеріали
- •Хімічний склад плавлених карбідів титана
- •Властивості плавлених карбідів
- •8. Отримання волокон та вусів
- •8.2. Методи отримання волоконта вусів
Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут»
А.М.СТЕПАНЧУК
ТЕОРЕТИЧНІ ТА ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ОТРИМАННЯ ПОРОШКІВ МЕТАЛІВ,
СПЛАВІВ І ТУГОПЛАВКИХ СПОЛУК
Затверджено Міністерством освіти і науки України як підручник для студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за напрямком «Інженерне матеріалознавство»
Київ
«Політехніка»
2006 рік
УДК:621.762(07.5.8)
С79
Гриф надано Міністерством освіти і науки України
07.08.2006 р.
Рецензенти : Член-кор. НАНУкраїни, д.т.н., проф. В. П. Бондаренко
(Інститут надтвердих матеріалів НАНУ ім.. В. М. Баку ля)
д.т.н., проф. О. М. Дубовий
(Національний університет кораблебудування ім. адм. Макарова)
д.т.н. В. А. Маслюк
(Інститут проблем матеріалознавства НАНУ ім.. В. І. Трефілова
Степанчук А.М. Теоретичні та технологічні основи отримання порошків металів, сплавів і тугоплавких сполук: Підручник. – К.: ІВЦ “Видавництво «Політехніка»”, 2006. – 410 с.
Викладено фізико-хімічні закономірності основних методів отримання порошків металів сплавів і тугоплавких сполук, найбільш поширених у практиці отримання виробів методами порошкової металургії. Розглянуто закономірності технологічних процесів та наведено характеристику використовуваного обладнання.
Для студентів вищих навчальних закладів , які навчаються з напрямом «Інженерне матеріалознавство». Може бути корисна для аспірантів, наукових та інженерно-технічних працівників.
УДК:621.762(07.5.8)
А.М.Степанчук, 2006
Вступ
Отримання порошків металів, сплавів і тугоплавких сполук безпосередньо стосується порошкової металургії – відносно нової галузі науки і техніки, яка дозволяє вирішувати завдання щодо створення нових матеріалів з унікальними властивостями.
Під порошковою металургією розуміють галузі науки і техніки, які об’єднують сукупність методів отримання порошків металів і сплавів, неорганічних сполук і виготовлення виробів з них та їх сумішей, виключаючи плавлення матеріалу основи. При цьому порошкові матеріали та вироби з них тепер застосовують майже у всіх відомих галузях науки і техніки – від біомедицини і мікроелектроніки до аерокосмічної техніки. Це широка гама конструкційних і триботехнічних матеріалів, інструментальних матеріалів (лезоподібний інструмент для обробки матеріалів різанням і шліфуванням, штамповий інструмент), матеріалів електротехнічного призначення і матеріалів, призначених для емісійної та просвітлювальної електроніки, медицини (для протезування кісткових тканин, кераміки для стоматології, інструментарію), матеріалів для аерокосмічної техніки (тяжкі сплави для навігаційної техніки, теплового захисту та захисту від намерзання), матеріалів спеціального призначення для ядерних технологій і військової техніки тощо.
Виготовлення порошкових матеріалів та виробів грунтується на трьох основних операціях. Це отримання порошків вихідних матеріалів, формування з них заготівок заданої форми і міцності, достатньої для подальшого маніпулювання з ними і , нарешті, спікання (термічна обробка), призначено для кінцевого формування заданих властивостей виробу. Велика кількість матеріалів та виробів різного призначення, які виготовляють методами порошкової металургії, потребує такої ж кількості порошків вихідних матеріалів з різними властивостями. Властивості порошків значною мірою впливають на технологічні параметри виготовлення виробів з них а також на їх кінцеві властивості. У свою чергу, властивості порошків залежать від методу і технологічних параметрів їх отримання. Тому вибір методу отримання порошків для виготовлення порошкових виробів із заданими властивостями, уміння регулювати властивості порошків у процесі їх виготовленняє актуальним завданням для фахівців.
У зв’язку з цим також актуальним є випуск навчальної і технічної літератури для студентів, фахівців та наукових працівників. Натепер у ближньому та дальньому зарубіжжі досить добре поставлена інформаційна діяльність в галузі порошкової металургії. Випускаються періодичні видання. В Україні журнал “Порошковая металургия”, в Росії журнал “Перспективные материалы”, у Беларусі щорічний періодичний збірник наукових статей “Порошковая металургия”. Окрім того, видається чимало збірників наукових праць у галузі порошкової металургії та споріднених науково-технічних напрямів. Проте підручників для студентів , які навчаються за напрямом «Інженерне матеріалознавство» за спеціальністю “Композиційні та порошкові матеріали, покриття” та за багатьма спорідненими спеціальностями дуже мало. Ті нечисленні видання, які є на теперішній час в основному видані в державах дальнього та ближнього зарубіжжя; а українською мовою їх немає взагалі.
У пропонованому підручнику «Теоретичні та технологічні основи отримання порошків металів, сплавів і тугоплавких сполук» розглянуто основи теорії та практики отримання порошків металів, сплавів і тугоплавких сполук , які широко використовують для отримання різних матеріалів та виробів сучасної науки і техніки. Особливу увагу приділено умовам отримання порошків методами класичної порошкової металургії,розміри частинок яких більші за 0,1 мкм; вони поширені у практиці виготовлення виробів методами порошкової металургії. Бурхливий розвиток нанотехнологій і пов’язане з ним використання порошків в нанодисперсному стані також потребує підготовки навчальної літератури з цього напряму. Але, на думку автора, це має бути предметом спеціальних навчальних видань.
Це видання є продовженням виданого у 1989 році автором навчального посібника [9], який перероблено і значно доповнено відповідно до двоступеневої (бакалавр-магістр) підготовки фахівців з напряму «Інженерне матеріалознавство».