Розробка технологічних основ виготовлення пористих і порошкових металевих матеріалів методом їх вакуумного осадження у парі галогенідів лужних металів - Автореферат

Національна академія наук України Розробка технологічних основ виготовлення пористих і порошкових металевих матеріалів методом їх вакуумного осадження у парі галогенідів лужних металівРобота виконана в Інституті електрозварювання ім. Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Устінов Анатолій Іванович, Інститут електрозварювання ім. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук Шагінян Леонід Робертович, Інститут проблем матеріалознавства ім. Захист відбудеться „14” жовтня 2009р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.182.01 Інституту електрозварювання ім. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці: Інституту електрозварювання ім.Тому пошук нових підходів до формування пористих та порошкових матеріалів є необхідним для забезпечення як більш широкого кола матеріалів, на основі яких було б можливим формувати такі матеріали, так і розширення меж варіації характеристик пористої структури та дисперсності порошків. Відомо, що в процесі конденсації парової фази за певних умов можуть формуватися матеріали з пористою структурою. Фукс), що формування пористої структури в процесі осадження парової фази може відбуватися за рахунок реалізації декількох механізмів утворення пор одночасно: шляхом „замуровування” надлишкових вакансій; в результаті нещільної стиковки кристалітів; внаслідок злиття окремих зародків (острівців); за рахунок виникнення місць „затінення” на фронті росту кристалу мікрорельєфом, який виникає внаслідок різної швидкості росту кристалітів з відмінними кристалографічними орієнтаціями. Отримані результати та їх аналіз дозволяють припустити, що вакуумне осадження конденсатів в присутності парової фази речовини, що нерозчинна в матеріалі конденсату та має високий тиск насиченої пари в порівнянні з матеріалом, може разом з відомими факторами (температурою підкладки, швидкістю осадження та т.і.) сприяти формуванню пористої структури конденсату. За результатами цих досліджень здобувач самостійно визначив питому поверхню та характеристики пористої структури (тип пористості, розміри та форму пор, пористість і т.п.), а при співставленні з параметрами, при яких формувалися конденсати (температура підкладки, швидкість випаровування матеріалів, співвідношення парових потоків і т.п.) побудував кореляційні співвідношення „характеристики пористої структури - параметри осадження”.Суть цього методу полягає в наступному: для зясування впливу температури підкладки на характеристики мікроструктури конденсатів використовуються прямокутні підкладки видовженої форми, вздовж яких створюють градієнт розподілу температури, а саму підкладку розташовують між джерелами випаровування таким чином, щоб співвідношення парових потоків металу та солі по її довжині були б приблизно рівними. Така схема осадження дозволяє за один процес одержати конденсати при відмінних значеннях температури підкладки, яка визначається положенням конденсату на підкладці, за умови незмінності інших параметрів осадження (швидкості осадження, співвідношенні парових потоків і т.п.). По цій схемі осадження за один технологічний цикл одержували конденсати, сформовані при різних співвідношеннях парових потоків сіль/метал, але при одній і тій же заданій температурі підкладки. Одержані таким чином конденсати розділяли на окремі фрагменти, яким приписували певні параметри осадження (температуру підкладки, співвідношення парових потоків сіль/метал, швидкість осадження і т.п.) та всебічно досліджували характеристики їх мікроструктури методами скануючої та просвічуючої електронної мікроскопії. Для з?ясування факторів, які визначають температуру, при якій відбуваються якісні зміни пористої структури у випадку металів без поліморфного переходу і досягається її максимальне значення, були проведені дослідження впливу співвідношення парових потоків сіль/метал на характеристики пористої структури.Встановлено, що характеристики пористої структури (пористість, тип пористості, середній розмір пор, їх форма і т.і.) конденсатів, що формуються в процесі сумісного електронно-променевого осадження в вакуумі парових фаз металів, які не мають поліморфних перетворень, та галогеніду лужного металу, немонотонно залежать від температури підкладки і можуть бути описані кривою з максимумом. При цьому питома поверхня пористих конденсатів зростає до 100м2/г, а загальна пористість та доля відкритого типу пористості досягають максимального рівня (до 40 %об. і до 100% відповідно) при температурі підкладки ~ 0,5Тпл , де Тпл - температура плавлення металу, за умови, що ця температура вища ніж температура плавлення солі. Показана можливість шляхом зміни технологічних параметрів одночасного осадження металу та солі (наприклад, змінюючи в процесі осадження співвідношення парових потоків сіль/метал від 0 до 30%) формувати покриття з градієнтною пористою структурою, здатною до інфільтрації рідини та її утримання в структурі металу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ