vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2018-63-1-20-26vestift-359Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYУДАРНО-ВОЛНОВОЕ КОМПАКТИРОВАНИЕ ПОРОШКОВSHOCK-WAVE COMPACTING OF POWDERSСудникЛ. В.SudnikL. V.

доктор технических наук, директор

D. Sc. (Engineering), Director

impuls@bn.byЛученокА. Р.LuchenokA. R.

старший научный сотрудник

Senior Researcher

alar@tut.byКозыреваЮ. И.KozyrevaYu. I.

инженер

Engineer, Researcher

juliakolodkevich@gmail.comТкачукВ. С.TkachukV. S.

инженер

Engineer, Researcher

v.tkachuk@tut.byПрихнаТ. А.PrikhnaT. A.

член-корреспондент Национальной академии наук Украины, доктор технических наук, профессор, заведующая отделом «Технологии высоких давлений, функциональных керамических композитов и дисперсных сверхтвердых материалов», Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля Национальной академии наук Украины

Corresponding Member of the National Academy of Ukraine, D. Sc. (Engineering), Professor, Head of Division “Technologies of high pressures, functional ceramic composites and dispersed superhard materials”

prikhna@iptelecom.net.uaКозыревА. В.KozyrevA. V.

кандидат химических наук, доцент, старший научных сотрудник

Ph. D. (Chemistry), Associate Professor, Senior Researcher

artem.v.kozyrev@gmail.comНаучно-исследовательский институт импульсных процессов с опытным производством Института порошковой металлургии Национальной академии наук Беларуси, МинскБеларусьResearch Institute of Pulse Processes with Pilot Plant of the National Academy of Sciences of Belarus, MinskBelarusИнститут сверхтвердых материалов имени В.Н. Бакуля Национальной академии наук УкраиныУкраинаV. Bakul Institute for Superhard Materials of the National Academy of Sciences of Ukraine, KievUkraine2018050420186312026Copyright © Судник Л.В., Лученок А.Р., Козырева Ю.И., Ткачук В.С., Прихна Т.А., Козырев А.В., 20182018Судник Л.В., Лученок А.Р., Козырева Ю.И., Ткачук В.С., Прихна Т.А., Козырев А.В.Sudnik L.V., Luchenok A.R., Kozyreva Y.I., Tkachuk V.S., Prikhna T.A., Kozyrev A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/359

Материалы на основе МАХ-фаз имеют уникальную комбинацию свойств. Они объединяют лучшие свойства металлов и керамики. Такой набор полезных эксплуатационных параметров дает возможность широкого технического применения в различных отраслях промышленности. Однако несмотря на большое количество исследовательских работ, проведенных в данной области, получение плотного, однородного МАХ-материала остается нерешенным вопросом. Изучались возможности метода импульсного компактирования бризантными взрывчатыми веществами для получения изделий из порошков МАХ-фаз. В качестве модельного материала для проведения исследований были использованы порошки МАХ-фаз на основе Ti2AlC и Ti3AlC2, синтезированные свободным спеканием в вакууме. Показано, что двукратное импульсное компактирование порошков на основе Ti2AlC и Ti3AlC2 позволяет снизить пористость прессовок с 22 % до 9 %, при этом фазовый состав материала практически не изменяется. Испытание образцов, полученных методом импульсного компактирования, на стойкость к окислению показало, что метод ударно-волнового нагружения применим для получения конкурентоспособных материалов, реализующих потенциальные свойства МАХ-фаз. Отмечено, что для повышения жаростойкости необходимо стремиться к минимизации пористости материала. Существенное снижение пористости может быть достигнуто за счет многократного ударно-волнового нагружения материала.

Materials based on MAX phases have a unique combination of properties. They combine the best properties of metals and ceramics. Such a set of useful operational parameters allows for wide technical application in various industries. However, despite the large number of research works carried out in this area, obtaining a dense, uniform MAX material remains an unresolved issue. The possibilities of the pulsed compacting method with blasting explosives for obtaining products from MAX phase powders were investigated. As a model material for the research, powders of MAX phases based on Ti2AlC and Ti3AlC2 synthesized by free sintering in vacuum were used. It was shown that double pulse compacting powders based Ti2AlC Ti3AlC2 and reducing compacts porosity from 22 % to 9 %, is practically unchanged while the phase composition of the material. Test samples obtained by pulsed compaction in oxidation resistance showed that the method of the shock-wave loading applicable for competitive materials realizing potential properties of MAX phases. It is noted that to increase the heat resistance it is necessary to minimize the porosity of the material. Significant reduction in porosity can be achieved due to repeated shock-wave loading of the material.

 

МАХ-фазыкомпактированиеударно-волновое нагружениенаноматериалыпорошкипористостьплотностьструктураMAX phasesshock-wave loadingcompactingpowdersporositynanomaterialsdensitystructureReferencesСметкин, А. А. Свойства материалов на основе МАХ-фаз (обзор) / А. А. Сметкин, Ю. К. Майорова // Вестн ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. – 2015. – № 4. – С. 120–138.Smetkin A. A., Mayorov Yu. K. Properties of materials based on MAX-phases (review). Vestnik PNIPU. Mashinostroenie, materialovedenie [Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Mechanical Engineering, Materials Science], 2015, no. 4, pp. 120–138 (in Russian).Исследование условий синтеза МАХ-фаз системы TiAlC и их компактирование методом ударно-волнового нагружения / Л. В. Судник [и др.] // Порошковая металлургия: Респ. межведомств. сб. науч. тр. – Минск: Беларус. навука, 2016. – Вып. 39. – С. 113–120.Sudnik L.V., Luchenok A. R., Kolodkevich Yu. I., Tkachuk V. S., Prikhna T. A., Basyuk T. V., Kozyrev A. V. Investigation of synthesis MAX phases of the system Ti–Al–C and compacting by method of shock wave loading. Poroshkovaya metallurgiya. Respublikanskii mezhvedomstvennyi sbornik nauchnykh trudov [Powder Metallurgy: Republican Inter-Institutional Collection of Scientific Papers.]. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2016, Issue 39, pp. 113–120 (in Russian).Селиванов, В. В. Взрывные технологии / В. В. Селиванов, И. В. Кобылкин, С. А. Новиков. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. – 519, [1] с.Selivanov V. V., Kobylkin I. V., Novikov S. A. Explosive technologies. Mosсow, Bauman Moscow State Technical University Publ., 2014. 519 p. (in Russian).Ударно-волновые явления в конденсированных средах / Г. И. Канель [и др.]. – М.: Якус-К, 1996. – 408 с.Kanel G. I., Razorenkov S. V., Utkin A. V., Fortov V. Y. Shock-wave phenomena in condensed environment. Mosсow, Yakus-K Publ., 1996. 408 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.