Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

М. I. Гречанюк, В. Г. Гречанюк, В. А. Шаповалов, I. М. Гречанюк, О. В. Маценко, A. В. Козирєв, В. І. Гоц
Масивні мікропористі композити, конденсовані з парової фази
0883–0894 (2022)

PACS numbers: 61.43.Gt, 62.23.Pq, 81.05.Rm, 81.10.Bk, 81.15.Gh, 81.40.Lm, 81.70.Bt

В даній статті розглядаються проблеми мікропористих конденсованих матеріялів, одержаних з парової фази. Показано вплив концентрації другої фази та температури осадження на розміри пор і умови їх реґулювання. Встановлено, що створення матеріялів з реґульованою відкритою пористістю можливе, якщо вміст тяжкотопких наночастинок не менше 4 мас.% і температура осадження не нижче 600°C. Концентрація тяжкотопкої фази має значний вплив на об’єм і розмір пор, оскільки збільшення концентрації тяжкотопкої фази за постійної температури підкладинки збільшує ймовірність взаємочину сконденсованих атомів тяжкотопкої сполуки. Підвищення температури відпалу приводить до інтенсифікації процесів злиття пор. Із збільшенням часу відпалу у вакуумі значна частина пористости переходить у відкриту пористість у конденсатах, що містять 20–30 мас.% Al₂O₃. Показано, що процеси коалесценції пор завершуються після 25 годин відпалу у вакуумі за температури у 1200°C. В якості другої фази можна використовувати такі включення, як оксиди, фториди, сульфіди. Вміст солей у титановій матриці більше 45 мас.% небажаний, оскільки це значно порушує суцільність матеріялу. Досліджено залежність середнього розміру пор у конденсаті (Ni–20 мас.% Cr)–Al₂O₃ в залежності від температури підкладинки 700–900°C. Середні розміри пор значно залежать від температури осадження та часу відпалу конденсатів у вакуумі. Відкриту пористість можна реґулювати в межах до 50% від загальної пористости з середніми розмірами пор у 0,1–8 мкм. Доведено, що відкрита пористість переважає за вищих температур підкладинки у відносному балансі відкритої–закритої пористостей. Крім того, представлено фізико-механічні властивості конденсату після витримки у воді та після вакуумного відпалу. Концентрації тяжкотопких частинок понад 10 мас.% у пористому композиті приводять до значних погіршень показників пластичности та міцности. Вакуумний відпал значно збільшує міцність. Ущільнені мікропористі матеріяли можуть бути нанесені у вигляді покриття на поверхню будь-якої форми або у вигляді відокремлених від підкладинки матеріялів товщиною до 6 мм і діяметром до 1 м.

Keywords: електронно-променеве обладнання, метод випаровування–конденсації, топлення металів і стопів, пароконденсовані композиційні матеріяли, відкрита пористість, тіньові зони.