Закономірності впливу водню на фазово-структурні перетворення у сплавах на основі РЗМ і цирконію та розроблення методів поліпшення їх властивостей - Автореферат

Такі водневі технології ґрунтуються на закономірностях впливу водню на фазові перетворення в металах, включаючи поліморфізм, атомне впорядкування та утворення і розпад інтерметалічних фаз та гідридів. Оскільки вироби з таких матеріалів виготовляють, в основному, методами порошкової металургії, то їх водневе окрихчення є позитивним фактором, що дозволяє підвищити продуктивність процесу отримання порошку, проводячи його в атмосфері водню (механохімічна обробка). Крім того, розроблений у кінці минулого століття процес ГДДР (гідрування, диспропорціонування, десорбція, рекомбінація), дозволяє не тільки отримувати порошкоподібний матеріал, але й, керуючи його фазово-структурним станом, впливати на експлуатаційні характеристики. За основу розробки вітчизняних технологій створення високоефективних постійних магнітів в Україні було вибрано систему дидим-залізо-бор (дидим, Dd - природна суміш кількох РЗМ, основою якої є неодим, до 90%), та сплави на основі системи Sm-Co. Встановити закономірності впливу водню на фазово-структурний стан гідридотвірних матеріалів, підданих ГДДР-процесам і оптимізувати умови механохімічного подрібнення сплавів на основі РЗМ та цирконію та розробити ефективні методи та водневі технології модифікування їх структури для поліпшення функціональних властивостей.У другому розділі описано основні фізичні методи дослідження, серійні прилади для вимірювання властивостей і устаткування, спеціально розроблене дисертантом для водневої обробки матеріалів, зокрема: устатковання для обробки матеріалів у водні із застосуванням диференціального термічного аналізу, вібраційного помелу у водні, помелу в планетарному млині у водні, устатковання заряду-розряду нікель-металогідридних акумуляторів. Під час солід ГДДР-процесу сплав нагрівали у вакуумі до температури вище температури розпаду його гідриду (600-800°С) і подавали водень. Сплави Dd-Fe-B обробляли у водні методами вібраційного помелу, ГДДР-процесу та наступного помелу у планетарному млині у водні, а також безпосередньо помелом у планетарному млині у водні. Для сплавів, отриманих за режимом М показано, що загальні особливості ГДДР-процесів у них такі ж, як у сплавах з неодимом: поглинання водню при температурі, близькій до кімнатної (90°С) і диспропорціонування при 740°С. ДР частково диспропорціонованого зразка завершується відновленням вихідної фази зі структурою типу С14, а повністю диспропорціонованого сплаву - утворенням фази Лавеса зі структурою типу с15, яка є домінуючою, та фази зі структурою типу с14, а також e-zrh2 і cr. після витримки при температурі рекомбінації крім фази зі структурою типу с15 встановлено сліди фази зі структурою типу с14.Результати досліджень, що отримані під час виконання дисертаційної роботи, дозволили розвязати науково-технічну проблему створення методології ефективної обробки функціональних матеріалів на основі сполук рідкісноземельних металів та цирконію шляхом їх механічної та термічної обробки у середовищі водню, за допомогою якої можна керовано змінювати їх фазово-структурний стан та поліпшувати функціональні властивості. Вперше встановлено особливості ініційованих воднем фазових перетворень у функціональних матеріалах на основі РЗМ та цирконію і показано залежність їх структури та морфології від умов воднево-вакуумної обробки. · обробкою із застосуванням ГДДР-процесів можна керувати фазово-структурним станом сплаву ZRCRNI від його гомогенізації до перетворення фази Лавеса зі структурою типу С14 на фазу Лавеса зі структурою типу С15 та змінювати склад бінарних фаз системи цирконій-нікель; · заміна Zr на Ti у ZRCR2 сповільнює ініційовані воднем фазові перетворення, а заміна Cr на Ni призводить до виникнення ряду фазових перетворень у сплаві ZRCRNI при температурі 535-820°С з утворенням ?-ZRH2, ZRNI3, Zr2Ni7, Zr2Ni та Cr; заміщення Ni на Al та Co у сполуці LANI5 знижує її стабільність у водні; є відмінність продуктів звичайного та солід ГДДР-процесів у сплаві КС37; температура диспропорціонування (T=585°С) сплаву під тиском 3-5 МПА не міняється; можна керувати морфологією багатофазних матеріалів шляхом проведення ініційованих воднем фазових перетворень в одній із фаз. · шляхом гідрування, диспропорціонування внаслідок механічної обробки (помелу) у водні та рекомбінації у вакуумі у сплаві на основі сполуки SMCO5 (KC37) формується структура з розмірами кристалітів ~70 нм, у сплаві на основі сполуки Sm2Co17 (KC25) - 60-70 нм, а у системі LANI-Al розміри кристалітів фази Ni3Al становлять 20-30 нм.

Загальний зміст роботиОсновний зміст роботи викладено у публікаціях

Yartys V.A., Denys R.V., Gutfleisch O., Bulyk I.I., Kuzma Yu. B., Harris I.R. Studies of hydrogen absorption-desorption properties and HDDR behavior of a Nd5Co2B6 r-boride // Int. J. Hydrogen Energy. -1999. - V. 24, №2-3. - P.189-194.

Дисертантом досліджено умови взаємодії Nd5Co2B6 з воднем.

Булик І.І. Взаємодія з воднем інтерметалевих сполук рідкісноземельних металів, нікелю та алюмінію // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2000. - №1. - С. 76-82.

Булик І.І., Денис Р.В., Панасюк В.В., Путілов Ю.Г., Тростянчин А.М. Процес ГДДР та водневосорбційні властивості сплаву дидим-алюміній-залізо-бор (Dd12.3Al1.2Fe79.4B6) // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2001. - №4. - С. 15-20.

Булик І.І., Денис Р.В., Тростянчин А.М., Путілов Ю.Г. Процес HDDR та воденьсорбційні властивості феромагнітного сплаву Dd16.3Fe76.3B7.4 // Водородная обработка материалов: Труды Третьей Международной конференции «ВОМ-2001» (14-18 мая 2001 г.). - Донецк: Донецкий национальный технический ун-т. 2001. - C. 156-158.

Дисертантом розроблено установку для проведення ГДДР-процесів, вставлено загальні закономірності ініційованих воднем фазових перетворень у феромагнітних сплавах системи дидим-залізо-бор.

Путилов Ю.Г., Булык И.И., Верников А.Я., Устинова С.В., Шестак Ю.Г., Школьный С.Н. Исследование микроструктуры сплавов Dd-Fe-B и свойств постоянных магнитов на их основе // Водородная обработка материалов: Труды Третьей Международной конференции «ВОМ-2001» (14-18 мая 2001 г.). - Донецк: Донецкий национальный технический ун-т. 2001. - C. 159-162.

Дисертантом запропоновано умови обробки сплавів Dd-Fe-B.

Bulyk I.I., Trostyanchyn A.M., Denys R.V. Hydrogen interaction properties of ferromagnetic alloys of Dd-Fe-B system // Hydrogen Materials & Chemistry of Metal Hydrides: Abstracts of 7th International Conf. (September 16-22). - Alushta, 2001. - P. 489-491.

Panasyuk V.V., Bulyk I.I., Trostianchyn A.M. Peculiarities of the HDDR process in R-Fe-B ferromagnetic alloys (R is mixture of Nd, Pr, Ce, La, Dy and others) // Rare Earth Magnets and their Applications: Proceedings of 17th International Workshop (August 18-22, 2002). - Newark (Delaware, USA): University of Delaware, 2002. - P. 551-557.

Дисертантом встановлено особливості фазових перетворень під час взаємодії з воднем сплавів системи Dd-Fe-B.

Panasyuk V.V., Bulyk I.I., Trostianchyn A.M. The HDDR process in Sm18.57Co46.12Fe27.11Cu5.91Zr2.29 ferromagnetic alloy // Rare Earth Magnets and their Applications: Proceedings of 17th International Workshop (August 18-22, 2002). - Newark (Delaware, USA): University of Delaware, 2002. - P. 831-836.

Panasyuk V.V., Bulyk I.I., Trostianchyn A.M. The HDDR process in KC37 ferromagnetic alloy // Rare Earth Magnets and their Applications: Proceedings of 17th International Workshop (August 18-22, 2002). - Newark (Delaware, USA): University of Delaware, 2002. - P. 826-830.

Дисертантом встановлено особливості ГДДР-процесу у сплавах системи Sm-Co, ідентифіковано продукти взаємодії при проміжних температурах, показано здрібнення структури після ГДДР-процесу.

Putilov Yu., Vernikov A., Bulyk I., Shestak Yu., Morozova M. Structure and magnetic properties of Dd-Fe-B alloys // Rare Earth Magnets and their Applications: Proceedings of 17th International Workshop (August 18-22, 2002). - Newark (Delaware, USA): University of Delaware, 2002. - P. 608-612.

Дисертантом запропоновано умови обробки сплавів Dd-Fe-B.

Булык И.И., Лозинский А.Б., Кошевой В.В., Бударецкий Ю.И., Ковалев В.П. Многоканальный автоматизированный комплекс для исследования зарядно-разрядных характеристик никель-металлогидридных аккумуляторов // Прикладная радиоэлектроника. - 2002. - №2, - С. 231-234.

Дисертантом задано основні технічні параметри установки заряду-розряду.

Федоров В.В., Булик І.І. Фізичний механізм водневого диспропорціонування-рекомбінації магнетних інтерметалевих сполук // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2002. - №4, - С. 26-32.

Дисертантом встановлено особливості взаємодії з воднем сплавів системи Dd-Fe-B.

Bulyk I.I., Basaraba Yu. B., Trostianchyn A.M. Features of HDDR process in ZRT2 (T=Cr, Mn, Fe, Co) compounds // Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds: Collected Abstracts of 8th International Conference (September 25-28, 2002). - Lviv: Ivan Franko National Un-ty of Lviv, 2002. - P. 20.

Дисертантом визначено умови та встановлено особливості взаємодії з воднем фаз Лавеса цирконію з перехідними металами.

Булик І.І., Лозинський А.Б., Кошовий В.В., Бударецький Ю. І., Ковальов В.П. Багатоканальний автоматизований комплекс для дослідження зарядно-розрядних характеристик нікель-металогідридних акумуляторів // Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития: Сб. науч. тр. 1го Межд. радиоэлектронного Форума, - Харьков, 2002. - С. 518-521.

Дисертантом задано основні технічні параметри установки заряду-розряду.

Булык И.И., Федоров В.В., Тростянчин А.Н., Басараба Ю.Б., Сынюшко В.Г. Гомогенизационный отжиг интерметаллических соединений гидридообразующих металлов в водороде // Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов: Сборник докладов 3-й Международной конференции. - Ч. I. - Харьков: ННЦ ХФТИ, ИПЦ «Контраст», 2002. - С. 186-190.

Дисертантом запропоновано спосіб гомогенізації сплавів гідридотвірних матеріалів шляхом ГДДР-процесу.

Пат. 71274 А. Україна, МКІ H 01 F 7/00, 7/02, B 22 F 9/00. Спосіб виготовлення сталих магнітів на основі сплавів системи Dd-Fe-B / І.І. Булик, В.В. Панасюк, А.М. Тростянчин, Ю.Б. Басараба, Ю.Г. Путілов (Україна). - №20031211681; Заявл. 16.12.2003; Опубл. 15.11.2004, Бюл. №11. - 8 с.

Дисертантом запропоновано комбінований спосіб обробки у водні феромагнітних сплавів системи Dd-Fe-B шляхом термообробки (ГДДР-процес) та помелу у планетарному млині.

Пат. 51229. Україна, МКІ H 01 F 7/00, H 01 F 7/02, B 22 F 9/00. Спосіб виготовлення порошків матеріалів і пристрій для здійснення способу / І.І. Булик, Б.Ю. Басараба, В.В. Панасюк, Ю.Г. Путілов (Україна). - №2002020915; Заявл. 05.02.2002; Опубл. 15.09.2005, Бюл. №9. - 5 с.

Дисертантом запропоновано високопродуктивний різновид механохімічного помелу у водні феромагнітних сплавів системи Dd-Fe-B та пристрій для його здійснення із застосуванням планетарного млина.

Пат. 51233. Україна, МКІ C 22 F 1/18, 1/02. Спосіб гомогенізації інтерметалічних сполук гідридоутворюючих металів (варіанти) / І.І. Булик, В.В. Федоров, А.М. Тростянчин, Ю.Б. Басараба, В.Г. Синюшко (Україна). - №2002020928; Заявл. 05.02.2002; Опубл. 15.09.2005, Бюл. №9. - 4 с.

Дисертантом запропоновано спосіб гомогенізації сплавів гідридотвірних матеріалів шляхом ГДДР-процесу.

Пат. 51234. Україна, МКІ H 01 F 7/00, H 01 F 7/02, B 22 F 9/00. Спосіб виготовлення постійних магнітів на основі сплавів системи Dd-Fe-B / І.І. Булик, В.В. Панасюк, Ю.Г. Путілов, В.А. Яртись (Україна). - №2002020929; Заявл. 05.02.2002; Опубл. 15.09.2005, Бюл. №9. - 5 с.

Дисертантом запропоновано молоти феромагнітні сплави системи Dd-Fe-B у вібромлині у водні для спрощення технології помелу та підвищення властивостей спечених магнітів.

Булик І.І., Тростянчин А.М. Особливості структурних змін у лантано-нікелево-алюмінієвих сплавах під час нагрівання у водні // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2003. - №1. - С. 29-34.

Булик І.І., Панасюк В.В., Тростянчин А.М. Особливості фазових перетворень у сплавах лантан-нікель-алюміній під дією водню // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2003. - №2. - С. 71-75.

Дисертантом встановлено залежність фазового складу продуктів взаємодії у системі LANI5-XALX-H2 від вмісту алюмінію та температури.

Bulyk І.І., Panasyuk V.V., Trostianchyn А.М., Grygorenko G. М., Kostin V.A., Kapitanchuk L.M. Metallographic investigations of phase transformations during Solid-HDDR process in ferromagnetic alloys based on Dd2Fe14B (Dd=Nd, Pr, La, Ce, Dy) compound // Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials: Abstracts of VIII International Conf. (September 14-20, 2003), - Sudak (Ukraine), 2003. - P. 204-205.

Дисертантом встановлено протікання ГДДР-процесу в широкому температурному інтервалі і показано, що диспропорціонування можна проводити в одній окремій фазі багатофазного сплаву.

Bulyk I. І., Basaraba Yu. B., Trostianchyn A.M., and Davydov V.M. Effect of hydrogen on the phase-structure transformations in ZRCRNI alloy // Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials: Abstracts of VIII International Conf. (September 14-20, 2003), - Sudak (Ukraine), 2003. - P. 276-277.

Дисертантом показано, що заміна хрому на нікель призводить до кардинальної зміни характеру взаємодії фаз Лавеса з воднем і виникнення ряду перетворень у системі «сплав-водень» із зміною температури.

Bulyk I.I., Trostianchyn А.М., Synyushko V.G., Sokalska І. V. Phase transformations in LANI5-XCOX-H2 system (x=0.2; 0.6; 1.0; 1.5 and 2.0) // Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials: Abstracts of VIII International Conf. (September 14-20, 2003), - Sudak (Ukraine), 2003. - P. 278-279.

Дисертантом показано формування текстури у сплавах LANI5-XCOX внаслідок ГДДР-процесу.

Bulyk І.І., Panasyuk V.V., Trostianchyn А.М. The phase transformations in LANI5-XALX-H2 (x=0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0 and 1.5) // Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials: Abstracts of VIII International Conf. (September 14-20, 2003), - Sudak (Ukraine), 2003. - P. 290-291.

Дисертантом встановлено залежність фазового складу продуктів взаємодії у системі LANI5-XALX-H2 від вмісту алюмінію та температури.

Bulyk I.І., Basaraba Yu. B., Markovych V. І. Obtaining of nanocrystalline functional materials in hydrogen // Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials: Abstracts of VIII International Conf. (September 14-20, 2003), - Sudak (Ukraine), 2003. - P. 328-329.

Дисертантом запропоновано застосувати водневу обробку для формування наноструктури у функціональних матеріалах на основі сполук гідридотвірних металів шляхом заміни аморфізації на диспропорціонування, а рекристалізації на рекомбінацію.

Булик І.І., Тростянчин А.М. Гідрування-диспропорціонування в самарій-кобальтовому феромагнітному сплаві на основі Sm2(Co, Fe, Cu, Zr)17 // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2003. - №4. - С. 77-82.

Дисертантом запропоновано умови і встановлено основні закономірності протікання ГДДР-процесу у сплаві на основі Sm2(Co, Fe, Cu, Zr)17.

Булик І.І., Басараба Ю.Б., Маркович В. І. Отримання функціональних нанокристалічних матеріалів у водні // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2003. - №6. - С. 71-76.

Дисертантом запропоновано застосувати водневу обробку для формування наноструктури у функціональних матеріалах на основі сполук гідридотвірних металів шляхом заміни аморфізації на диспропорціонування, а рекристалізації на рекомбінацію.

Bulyk I.I., Basaraba Y.B., Trostianchyn A.M. Features of the HDDR process in ZRT2 (T = Cr, Mn, Fe, Co) compounds // J. Alloys and Compounds. -2004. - Vol.367, №1-2. - P. 283-288.

Дисертантом визначено умови та встановлено особливості взаємодії з воднем фаз Лавеса цирконію з перехідними металами.

Булик І.І., Панасюк В.В., Тростянчин А.М., Федоров В.В. Особливості взаємодії з воднем сплавів системи дидим-залізо-бор // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2004. - №2. - С. 105-112.

Bulyk I.I., Panasyuk V.V., Trostianchyn A.M., Grygorenko G.M., Pomarin Yu. M., Taranova T.G., Kostin V.A., Putilov Yu. G. Features of the HDDR process in R-Fe-B ferromagnetic alloys (R is a mixture of Nd, Pr, Ce, La, Dy and others) // J. Alloys and Compounds. - 2004. - Vol. 370, №1-2. - P. 261-270.

Дисертантом встановлено протікання ГДДР-процесу в широкому температурному інтервалі і показано, що диспропорціонування можна проводити в окремій фазі багатофазного сплаву.

Bulyk I.I., Basaraba Y.B., Trostianchyn A.M. Effect of hydrogen on the phase-structure transformations in ZRCRNI alloy // J. Alloys and Compounds. - 2004. - Vol. 376, №1-2. - P. 95-104.

Дисертантом показано, що заміна хрому на нікель призводить до кардинальної зміни характеру взаємодії фаз Лавеса з воднем і виникнення ряду перетворень у системі «сплав-водень» із зміною температури.

Bulyk I.I., Panasyuk V.V., Trostianchyn A.M. Features of the HDDR process in alloys based on the SMCO5 compound // J. Alloys and Compounds. - 2004. - Vol. 379, №1-2. - P. 154-160.

Дисертантом встановлено особливості ГДДР-процесу у сплавах системи Sm-Co, ідентифіковано продукти взаємодії при проміжних температурах, показано здрібнення структури після ГДДР-процесу; встановлено незмінність температури диспропорціонування при високих тисках водню.

Bulyk I.I., Panasyuk V.V., Trostianchyn A.M. Hydrogen induced phase transformations in the LANI5-XALX alloys // Hydrogen Energy: Proc. Of 15th World Conf. (June 27 - July 2, 2004) - Yokohama (Japan), 2004. - P06-21 (on CD).

Дисертантом встановлено залежність фазового складу продуктів взаємодії у системі LANI5-XALX-H2 від вмісту алюмінію та температури.

Булык И.И., Панасюк В.В., Тростянчин А.М., Григоренко Г.М., Костин В.А., Таранова Т.Г., Григоренко С.Г. Рентгеновские и металлографические исследования фазовых превращений в ходе солид-ГДДР в ферромагнитном сплаве системы дидим-железо-бор // Современная электрометаллургия. - 2004. - №3. - С. 42-45.

Дисертантом показано здрібнення і гомогенізацію мікроструктури феромагнітних сплавів системи дидим-залізо-бор шляхом проведення ГДДР-процесу.

Bulyk I.I., Panasyuk V.V., Trostianchyn A.M., Basaraba Yu. B. Features of the high hydrogen pressure HDDR process in functional materials // Metal Hydrogen Systems: Fundamentals and applications: Abstracts of Intern. Symposium (September 5-10, 2004). - Cracow (Poland), 2004. - P. 133.

Дисертантом запропоновано застосовувати тиск водню до 10 МПА для керованої модифікації мікроструктури функціональних матеріалів

Булик І.І., Басараба Ю.Б., Тростянчин А.М. Вплив титану на спричинені воднем перетворення у фазах Лавеса на основі цирконію // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2004. - №6. - С. 67-72.

Panasyuk V.V., Bulyk I.I., Basaraba Yu. B., Trostianchyn A.M. Hydrogen-induce phase-structure transformations in Zr1-XTIXCR2 (x=0.1; 0.2) alloys // Водородная обработка материалов: Труды Четвертой Международной конференции «ВОМ-2004» (17-21 мая 2004 г.). - Донецк: Донецкий национальный технический ун-т, 2004. - С. 155-159.

Дисертантом встановлено, що заміна хрому на титан у сполуці ZRCR2 призводить до сповільнення ініційованих воднем фазових перетворень.

Панасюк В.В., Булик І.І., Тростянчин А.М., Федоров В.В. Особливості взаємодії з воднем сплавів системи дидим-залізо-бор // Водородная обработка материалов: Труды Четвертой Международной конференции «ВОМ-2004» (17-21 мая 2004 г.). - Донецк: Донецкий национальный технический ун-т, 2004. - С. 160-164.

Дисертантом показано загальні закономірності протікання ГДДР-процесу у феромагнітних сплавах системи дидим-залізо-бор.

Булик І.І., Басараба Ю.Б., Тростянчин А.М., Давидов В.М. Диспропорціонування у водні та рекомбінування фаз Лавеса цирконію з хромом // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2005. - №3. - С. 101-108.

Дисертантом встановлено особливості солід ГДДР-процесу у сполуці ZRCR2 зі структурами типу С14 і С15, показано особливості зміни мікроструктури, запропоновано ефективний спосіб - ГДДР-процес - поліморфного перетворення С14>С15.

Bulyk I.I., Trostianchyn A.M., Synyushko V.G., Trostianchyn I.V., Davydov V.M. Phase transformations in LANI5-XCOX-H2 system // Intermetallics. - 2005. - Vol.13. - P. 1220-1224.

Дисертантом показано формування текстури у сплавах LANI5-XCOX внаслідок ГДДР-процесу.

Bulyk I.І., Markovych V. І., Trostianchyn A.M. Interaction of the alloy based on SMCO5 compound with hydrogen at pressures 0.1-0.66 MPA // Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials: Abstracts of IX International Conference (September 05-11, 2005), - Sevastopol (Ukraine), 2005. - P. 264-265.

Дисертантом встановлено часткове диспропорціонування промислового сплаву КС37 під низьким тиском водню.

Bulyk I.І., Basaraba Yu. B. Influence of Ti on the hydrogen-induced phase-structure transformations in the ZRCR2 intermetallic compound // Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials: Abstracts of IX International Conference (September 05-11, 2005), - Sevastopol (Ukraine), 2005. - P. 266-267.

Дисертантом встановлено, що заміна хрому на титан у сполуці ZRCR2 призводить до сповільнення ініційованих воднем фазових перетворень.

Bulyk I.I., Basaraba Yu. B., Trostianchyn A.M., Davydov V.M. Hydrogen-induced phase transformations in ZRCRNI // Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds: Collected Abstracts of IX International Conference (September 20-24, 2005). - Lviv: Ivan Franko National Un-ty of Lviv, 2005. - P. 143.

Булик І. І., Басараба Ю.Б. Вплив водневої обробки на розрядні властивості електродів зі сплаву ZRCRNI // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2005. - №6. - С. 49-54.

Дисертантом запропоновано комбінований спосіб водневої обробки сплаву ZRCRNI для поліпшення його активаційних властивостей.

Bulyk I.I., Basaraba Yu. B., Dovhyj Ya. O. Influence of Ti on the hydrogen-induced phase-structure transformations in the ZRCR2 intermetallic compound // Intermetallics. - 2006. - Vol.14. - P. 735-741.

Дисертантом встановлено, що заміна хрому на титан у сполуці ZRCR2 призводить до сповільнення ініційованих воднем фазових перетворень.

Булик І.І., Тростянчин А.М. Структура сплаву на основі SMCO5 після диспропорціонування-рекомбінації // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2006. - №5. - С. 65-68.

Дисертантом показано вплив ГДДР-процесу на морфологію промислового феромагнітного сплаву КС37: здрібнення структури, зміна форми зерен.

Тростянчин А.М., Булик І. І., Тростянчин І. В., Мудрий С. І., Давидов В.М. Фазові перетворення у системі La1-XNDXNI3,5Al1,5 // Hydrogen economy and hydrogen treatment of materials: Proceedings of Fifth International Conference «HTM-2007» (May 21-25, 2007), - Donetsk: Donetsk national technical un-ty, 2007. - P. 586-590.

Дисертантом показано формування текстури у сплавах La1-XNDXNI3,5Al1,5 внаслідок ГДДР-процесу.

Размещено на .ru

Результати досліджень, що отримані під час виконання дисертаційної роботи, дозволили розвязати науково-технічну проблему створення методології ефективної обробки функціональних матеріалів на основі сполук рідкісноземельних металів та цирконію шляхом їх механічної та термічної обробки у середовищі водню, за допомогою якої можна керовано змінювати їх фазово-структурний стан та поліпшувати функціональні властивості.

Ці результати полягають у наступному: 1. Вперше встановлено особливості ініційованих воднем фазових перетворень у функціональних матеріалах на основі РЗМ та цирконію і показано залежність їх структури та морфології від умов воднево-вакуумної обробки. При цьому показано, що: · заміна неодиму на суміш РЗМ у сплавах РЗМ-залізо-бор підвищує їх стабільність до диспропорціонування у водні. Показано, що мікроструктуру неоднофазних матеріалів можна змінювати шляхом проведення ГДДР-процесу в одній з кількох фаз сплаву;

· під час ГДДР-процесів фази Лавеса цирконію ZRCR2 зі структурами типів С14 та С15 диспропорціонують на гідрид цирконію та хром, а рекомбінують у ZRCR2 зі структурою типу С15;

· обробкою із застосуванням ГДДР-процесів можна керувати фазово-структурним станом сплаву ZRCRNI від його гомогенізації до перетворення фази Лавеса зі структурою типу С14 на фазу Лавеса зі структурою типу С15 та змінювати склад бінарних фаз системи цирконій-нікель;

· заміна Zr на Ti у ZRCR2 сповільнює ініційовані воднем фазові перетворення, а заміна Cr на Ni призводить до виникнення ряду фазових перетворень у сплаві ZRCRNI при температурі 535-820°С з утворенням ?-ZRH2, ZRNI3, Zr2Ni7, Zr2Ni та Cr; заміщення Ni на Al та Co у сполуці LANI5 знижує її стабільність у водні; є відмінність продуктів звичайного та солід ГДДР-процесів у сплаві КС37; температура диспропорціонування (T=585°С) сплаву під тиском 3-5 МПА не міняється; можна керувати морфологією багатофазних матеріалів шляхом проведення ініційованих воднем фазових перетворень в одній із фаз.

2. Розроблено наукові основи нового способу формування субмікронної (нанорозмірної) структури у функціональних гідридотвірних матеріалах шляхом воднево-вакуумної обробки за механізмом диспропорціонування у водні та рекомбінації у вакуумі. Показано, що: · шляхом диспропорціонування, рекомбінації у сполуці ZRCR2 формується фаза Лавеса зі структурою типу С15 із розмірами кристалітів ~50 нм;

· шляхом гідрування, диспропорціонування внаслідок механічної обробки (помелу) у водні та рекомбінації у вакуумі у сплаві на основі сполуки SMCO5 (KC37) формується структура з розмірами кристалітів ~70 нм, у сплаві на основі сполуки Sm2Co17 (KC25) - 60-70 нм, а у системі LANI-Al розміри кристалітів фази Ni3Al становлять 20-30 нм.

3. На підставі отриманих у дисертації результатів водневої обробки та особливостей її впливу на фазово-структурний стан матеріалів розроблено: · ефективний одностадійний метод вібродиспергування у водні феромагнітних сплавів системи дидим-залізо-бор для виробництва сталих магнітів, який забезпечує вищі функціональні характеристики спечених магнітів (патент України №51234 [19]);

· комбінований спосіб обробки феромагнітних сплавів системи Dd-Fe-B шляхом застосування ГДДР-процесів та помелу у планетарному млині у водні (патент України №71274 А [16]); спосіб водневої обробки сплавів Dd-Fe-B для виготовлення спечених анізотропних магнітів шляхом високопродуктивного одностадійного екологічно безпечного здрібнення їх гідридів у планетарному млині (патент України №51229 [17]), що дозволяє підвищити коерцитивну силу спечених магнітів в 2,7 рази, максимальну питому магнітну енергію до 50%, залишкову індукцію до 5%; метод формування кристалічної текстури шляхом термічної водневої обробки;

· технологію водневої обробки електродних матеріалів на основі сплавів цирконію, яка забезпечує модифікацію їх фазового складу, здрібнення у водні і забезпечує високу швидкість активування (2 цикли замість 20);

· ефективний метод гомогенізації сполук та сплавів на основі рідкісноземельних металів та цирконію (патент України №51233 [18]), який реалізується за нижчих температур і за коротший час;

· ефективний спосіб поліморфного перетворення С14>С15 у сплавах цирконію, переваги якого полягають у нижчій температурі процесу та меншій тривалості.

4. На підставі отриманих у дисертації результатів розроблено і впроваджено: метод механохімічного здрібнення у водні феромагнітних сплавів, ТЗОВ НВО «Эрга», м. Калуга, Росія; комбінований метод водневої обробки електродних сплавів цирконію, ЗАТ «Львівський завод факсимільно-телеграфної апаратури», м. Львів.