Реологічна модель спікання порошкових матеріалів з бімодальним розподілом пор в умовах кінематичних обмежень та додаткових навантажень - Автореферат

Національна академія наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана в Інституті проблем матеріалознавства ім. Науковий керівник: доктор технічних наук, старший науковий співробітник, ШТЕРН Михайло Борисович, Інститут проблем матеріалознавства ім. Францевича НАН України, м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор РУДЬ Віктор Дмитрович, Луцький державний технічний університет, директор Інституту інженерних та інформаційних технологій ЛДТУ доктор технічних наук, старший науковий співробітник, Лєщук Олександр Олександрович, Інститут надтвердих матеріалів ім. Захист відбудеться “28” січня 2008 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.207.03 в Інституті проблем матеріалознавства ім.Інший тип проблем пов‘язаний з матеріалами, при виготовленні яких, слід забезпечувати не тільки заданий вміст пор, але й співвідношення розмірів пор, що відносяться до різних типів. Коли ж розподіл густини в матеріалі, що спікається - є початково неоднорідним, або сам матеріал перебуває під дією зовнішніх сил або обмежень ця задача суттєво ускладнюється. На основі створеної теорії були змодельовані розповсюджені технологічні процеси спікання біпористих тіл, зокрема спікання ковкою двооксиду цирконію , що застосовується в технологіях отримання паливних комірок та спікання заготовок для багатошарових градієнтних фільтрів отриманих методом сухого радіально-ізостатичного пресування порошку сталі ШХ15 з пороутворювачем. Метою даної роботи є розробка реологічної моделі спікання матеріалів, що характеризуються наявністю бімодальної пористої структури; створення на підставі розробленої моделі засобів контролю еволюції бімодальної пористої структури, які, забезпечуючи досягнення та збереження заданих властивостей виробів з порошків металів, кераміки та нанопорошків, сприятимуть запобіганню їх руйнування під час спікання. · З‘ясувати особливості перерозподілу великих та дрібних пор за умов використання технологій спікання ковкою та спікання шаруватих пористих циліндричних напівфабрикатів, що отримані за технологією радіального ізостатичного пресуванняАналіз літературних джерел свідчить, що попри те, що порошкові тіла характеризується складною геометрією порового простору яка еволюціонує під час спікання, переважна більшість існуючих реологічних теорій спікання містять тільки один внутрішній параметр стану матеріалу. Виявляється також, що не дивлячись на певну кількість робіт, зокрема теоретичних, присвячених консолідації матеріалів з бімодальним розподілом пор за розміром не існує замкненої континуальної теорії спікання біпористих матеріалів за допомогою якої, можна розглядати не лише випадки однорідного спікання, а й ставити початково-крайові задачі для аналізу неоднорідного розподілу характеристик при спіканні. Таким чином показано що, створення замкненої континуальної теорії спікання біпористих матеріалів за допомогою якої можна розглядати не лише випадки однорідного спікання, а й ставити початково-крайові задачі математичної фізики для аналізу неоднорідностей характеристик при спіканні і прогнозування на її основі впливу макроскопічних факторів при спіканні (початкова неоднорідність заготовки, зовнішні обмеження та зусилля) на неоднорідність біпористої мікроструктури в обємі заготовки є важливою та актуальною задачею теорії спікання. Отримані співвідношення застосовані до аналізу кінетики спікання в найбільш розповсюджених випадках цієї технології, поєднаної з дією зовнішніх навантажень або обмежень Рис.3, які розглядаються в припущенні про однорідний розподіл обох типів пор та напружено - деформованого стану q SINTERHIP (спікання, що супроводжується всебічним стисненням) q SINTERDIE (спікання, що супроводжується стисненням в матриці) q SINTERFORGING (спікання, що супроводжується вільною осадкою або спікання ковкою) Аналіз впливу різних шляхів навантаження на швидкість збільшення густини, свідчить, що: · Найбільш інтенсивне ущільнення має місце при застосуванні схеми SINTERHIP (спікання, що супроводжується всебічним стисненням); далі йде SINTERDIE (спікання, що супроводжується стисненням в матриці); найменший темп ущільнення має місце за умов застосування схеми SINTERFORGING (спікання, що супроводжується вільною осадкою)Встановлено, що одним з чинників, що сприяють утворенню великих пор в дрібнопористій матриці може бути відокремлення жорсткого вкраплення, що міститься в пористому напівфабрикаті за наявності розтягуючих напружень.

2. Основний зміст роботи