| Аннотация |
Разработка новых функциональных материалов и покрытий, обладающих высокой электропроводностью, высокой твердостью и антифрикционными свойствами, является актуальной проблемой электротехнической промышленности, автомобильной и транспортной промышленности, машиностроения, авиакосмической отрасли Российской Федерации. Композиции медь-графит и медь-карбид вольфрама-графит являются перспективными для широкого спектра практических задач и могут применяться в качестве материалов скользящих контактов, материалов электродов для сварки сопротивлением, материалов тормозных колодок высокоскоростных поездов и др. Медно-графитовые композиты демонстрируют высокие антифрикционные свойства за счет формирования в процессе трения на поверхности тонкого графитового слоя, обеспечивающего малую скорость изнашивания, а также обеспечивают высокую электропроводность. Однако при формировании композитов с медной матрицей и включениями графита существует проблема низкой когезии, обусловленная отсутствием взаимной растворимости и химических взаимодействий в системе медь-графит. Для решения данной проблемы в проекте предлагается добавление в порошковые меднографитовые смеси компонентов, увеличивающих смачивание графита медью – никеля и титана. При формировании композитов медь-карбид вольфрама-графит химическим элементом, улучшающим смачивание графита медью, будет являться вольфрам. Подготовку порошковых смесей предлагается осуществлять механической обработкой в высокоэнергетической мельнице, поскольку данный метод позволяет формировать композиционные частицы, представляющие собой агломераты, в которых компоненты смеси распределены равномерно. Частицы-агломераты, получаемые в ходе механической обработки, являются наноструктурированными, что открывает перспективы для получения на их основе материалов с повышенными механическими свойствами. Для формирования спеченных материалов и покрытий из полученных порошковых смесей будут применяться современные высокопроизводительные методы электроискрового спекания (ЭИС) и холодного газодинамического напыления (ХГН). Преимуществом этих методов является возможность сохранения особенностей структуры порошкового материала за счет малых времен выдержки (при ЭИС) и малых температур несущего газа (при ХГН). Исследования, предполагающие добавление смачивающих добавок в мехобрабатываемую порошковую смесь и их влияние на процессы ЭИС и ХГН, ранее не проводились. В то же время сведения о получении методом ХГН покрытий, обладающих одновременно высокой электропроводностью и антифрикционными свойствами, на данный момент ограничены. Необходимо отметить, что в России комплексные исследования в области получения композиционных материалов медь-графит комбинацией методов механической обработки порошков и ХГН до сих пор не проводились. Актуальность предлагаемой работы обуславливается растущим практическим интересом к производству новых материалов и покрытий с контролируемым фазовым составом и уникальными функциональными свойствами. Научная значимость решения поставленной проблемы заключается в получении фундаментальных знаний о процессах фазо- и структурообразования материалов при ЭИС и ХГН композиционных порошков, полученных при механической обработке. Для решения обозначенной проблемы будет проведен комплекс исследований, включающий в себя практическое получение консолидированных материалов и покрытий различного состава, изучение их микроструктуры, механических, трибологических и электрических свойств.
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
