Структура та механічні властивості багатошарових композитів мідь-тантал, отриманих методом дифузійного зварювання - Автореферат

СТРУКТУРА ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БАГАТОШАРОВИХ КОМПОЗИТІВ МІДЬ - ТАНТАЛ, ОТРИМАНИХ МЕТОДОМ ДИФУЗІЙНОГО ЗВАРЮВАННЯ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Робота виконана на кафедрі “Матеріалознавства” Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, доцент Терлецький Олександр Семенович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, доцент кафедри “Матеріалознавства”.Тому для вдосконалення технології одержання ШКМ Cu-Ta запропоновано менш складний метод - дифузійне зварювання фольги міді і танталу. Результати досліджень, що склали певну частину дисертаційної роботи, отримані при виконанні науково-дослідних робіт на кафедрі “Матеріалознавство” НТУ “ХПІ” в рамках держбюджетної тематики: д/б НДР № Т2012 “Функціональні властивості конденсованих у вакуумі дисперснозміцнених та багатошарових композитів з компонентами, які не розчиняються в твердому стані, та оптимізація їх параметрів в інтервалі температур застосування” № ДР0103U005319 та № Т2014 “Фізико-механічні та функціональні властивості конденсованих у вакуумі композиційних матеріалів з нанодисперсною структурою в інтервалі температур” № ДР0103U001494. композит мідь тантал дифузійний зварювання Для досягнення поставленої мети виникла необхідність у вирішенні таких основних задач: - вибір металу проміжного (між міддю та танталом) шару та методів виготовлення мідних та проміжних шарів; Для досягнення поставленої мети використовувалися такі методи: - оптична та електронна мікроскопія для дослідження структури складових шарів та композитів; Визначено, що відносне звуження мідної матриці в зоні руйнування композитів при 200С в усьому дослідженому інтервалі обємної концентрації танталу (1 ? 25 %) не змінюється та вдвічі менше у порівнянні з міддю у вільному стані, для якої це значення складає 80 %.Для дослідження мікроструктури фольги міді, нікелю, танталу, композитів мідь-тантал, визначення середнього розміру зерен, розмірів тріщин у композитах, якості дифузійного зварювання використовувався мікроскоп МИМ-7 та растровий електронний мікроскоп РЭММА-101. Для визначення періоду ґратки шарів нікелю і танталу, що знаходилися в композиті, було проведено їхнє дослідження на установці ДРОН-3. Механічні випробування фольги танталу, міді, нікелю і ШКМ мідь-тантал при кімнатній температурі здійснювали в режимі розтягання з відносною швидкістю 3?10-4 с-1 і релаксації напружень на мікромашині оригінальної конструкції (жорсткість 3?107 Н/м) для випробувань фольги, плівок, а також на універсальній установці TIRATEST-2200 (жорсткість 8?109 Н/м). Дослідженнями релаксаційної стійкості фольги і вакуумних конденсатів Cu було показано, що в цілому фольги міді мають вищу релаксаційну стійкість, ніж вакуумні конденсати, що пояснюється більш крупним зерном у фользі після відпалів при 300 і 6000С, яке не дозволяє реалізовуватися механізму зернограничного ковзання. Дослідження їх механічних властивостей показали, що композити з матрицею із фольги Cu по s0,05, s0,2, SB відрізняються мало, а по відносному подовженню d та адгезії, яку оцінювали по відносній долі розшарування після механічних іспитів, перевищують композити з матрицею з вакуумного конденсату Cu.Виявлено, що раніш відомий метод створення композитів на основі міді, армованих танталом, - просочення - є більш складним та не дозволяє регулювати механічні властивості міді як складової. Проведено комплексне дослідження структури, механічних властивостей при 20 та 6000С та електропровідності цих композитів в інтервалі обємної долі танталу від 1 до 25 %. Показано, що при 200С відносне звуження мідної матриці в композитах в усьому дослідженому інтервалі обємної долі Та становить близько 40 %, що в ~ 2 рази менше, ніж у Cu в вільному стані. В інтервалі обємної долі Та від 7 до 11,1 % встановлений новий проміжний тип діаграми розтягання, який, поряд з традиційним пилкоподібним та лінійним видами, характерними для ШКМ з пластичною матрицею і крихким волокном, реалізується в композитах Cu-Ta як при 20 так і при 6000С. Виявлено, що при 6000С в інтервалі від 11,1 до 15,8 % обємної долі танталу підвищені темпи зростання характеристик міцності обумовлені ефектом стримання зернограничного ковзання при переході до стільникової структури в мідній матриці.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ