Удосконалення технології та обладнання для виготовлення пористих заготовок методом саморозповсюджуючого високотемпературного синтезу

Abstract

Робота присвячена питанням одержання пористих металокерамічних матеріалів підвищеної міцності різного призначення, на основі тугоплавких сполук титану систем Ti-C, Ti-B, Ti-B-C методом саморозповсюджуючого високотемпературного синтезу (СВС). Визначено номенклатуру та обґрунтовано вибір вихідних порошкових компонентів призначених для отримання пористого матеріалу. Підібрано технологічні режими підготовки вихідних порошкоподібних компонентів та отримання пористих СВС зразків. Вибрано рецептури шихти та методики проведення синтезу для отримання пористих виробів із порошку титану методом СВС з використанням високоекзотермічних реагентів. Вибрано методики вивчення структури та властивостей отриманого пористого матеріалу. Вдосконалено генератор газу для отримання водневого середовища. Досліджено роботу газогенератора мобільного типу для отримання захисного середовища. Показано, що новий технічний результат полягає у зменшенні енерговитрат зі збільшенням технічного ресурсу генератора. В результаті проведених досліджень отримано пористу металокераміку на основі тугоплавкого з'єднання титану (карбід і борид титану) із загальною пористістю понад 50%. Продукти синтезу мають пористу структуру, що складається з твердої матриці та порового простору. Матриця має гладку оплавлену поверхню. Поровий простір є безперервним каркасом з відкритими порами, що мають розмір в інтервалі 50 - 400 мкм. Пори мають невизначену форму з шорсткою губчастою поверхнею.The work is devoted to the issues of obtaining porous metal-ceramic materials of increased strength for various purposes, based on refractory titanium compounds of the TiC, Ti-B, Ti-B-C systems by the method of self-propagating high-temperature synthesis. The nomenclature was defined and the selection of the initial powder components intended for the production of the porous material was justified. The technological modes of preparation of the initial powdery components and the preparation of porous SVS samples were selected. Charge formulations and synthesis methods for obtaining porous products from titanium powder by the SVS method using highly exothermic reagents were selected. Methods of studying the structure and properties of the obtained porous material were selected. The gas generator for obtaining a hydrogen environment has been improved. The operation of a mobile type gas generator for obtaining a protective environment was investigated. It is shown that the new technical result is a reduction in energy consumption with an increase in the technical resource of the generator. As a result of the conducted research, porous metal-ceramics based on a refractory titanium compound (titanium carbide and boride) with a total porosity of more than 50% were obtained. Synthesis products have a porous structure consisting of a solid matrix and a pore space. The matrix has a smooth fused surface. The pore space is a continuous frame with open pores with a size in the range of 50 - 400 μm. The pores have an indefinite shape with a rough spongy surface.