Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия:

Д. И. Буделовский, студент кафедры «Технология и исследование материалов» Института металлургии, машиностроения и транспорта
С. Ю. Петрович, зав. лаб. металлургии порошков алюминия Института металлургии, машиностроения и транспорта
В. А. Липин, профессор кафедры «Физическая химия, микро- и нанотехнологии» Института металлургии, машиностроения и транспорта, эл. почта: vadim.lipin@km.ru
В. Д. Андреева, доцент кафедры «Технология и исследование материалов» Института металлургии, машиностроения и транспорта

Исследовано влияние добавок на основе углерода на структуру и свойства механолегированных алюминиевых сплавов системы Al – Si – Ni, предназначенных для прецизионного приборостроения. В экспериментах были использованы углеродистые добавки, полученные по различным технологиям: электродный графит, восстановленный оксид графита, активированный восстановленный оксид графита, терморасширенный графит, и отличающиеся по значениям удельной поверхности и размерам частиц. В результате сравнительного анализа дифрактограмм установлено, что фазовый состав образцов после механического легирования качественно не меняется, при этом снижается доля аморфной составляющей. Во всех образцах основными фазами являются алюминий и кремний. Наблюдается присутствие твердого раствора на основе Al, и количество его в порошке с активированным восстановленным оксидом графита после обработки достигает 2 %, в то время как в остальных образцах это число не превышает 0,5 %. В исходных составах порошков присутствует до 2 % продуктов интеркаляции графита, и их количество уменьшается в результате процессов механолегирования. В образцах с активированным восстановленным оксидом графита после механического легирования доля графита возрастает с 0,5 до 1,0 %. Присутствуют до 1,0–1,5 % оксидов, преимущественно это метастабильная -модификация Al₂O₃, и следы карбидов алюминия и кремния. Установлено, что использование добавок нанодисперсного углерода позволяет получать материал с низким температурным коэффициентом линейного расширения и повышенными прочностными характеристиками по сравнению с использованием традиционных поверхностно-активных веществ. Значения температурных коэффициентов линейного расширения в присутствии нанодисперсного углерода может быть снижено до <11·10–6 К^–1 в диапазоне температур 20–120 ^оС.

Анализ образцов методом растровой электронной спектроскопии был выполнен сотрудником Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого И. К. Боричевой.

1. Арефьев В. П., Исаев В. И., Сорокин А. В. и др. Применение новых высококремниевых сплавов на алюминиевой основе в гироприборах ракетно-космической техники // Гироскопия и навигация. 2002. № 4. С. 23–28.
2. Сорокин А. В., Шилов И. Ф., Гопиенко В. Г., Черепанов В. П. Разработка специальных высококремниевых сплавов на алюминиевой основе для прецизионной техники // Сб. науч. трудов : Металловедение, пластическая и термическая обработки металлов. Материалы научно-практического информационно-консультативного семинара, 16–17 апреля 2002 г. — СПб. : Борей-Арт, 2004. С. 75–82.
3. Гопиенко В. Г., Петрович С. Ю., Черепанов В. П. и др. Металлические порошки алюминия, магния, титана и кремния. Потребительские свойства и области применения под ред. А. И. Рудского. — СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2012. — 356 с.
4. Пат. 2394928 РФ. МПК C 22 C 1/04, C 22 C 21/02. Способ получения порошкового композиционного материала / Мироненко В. Н., Бутрим В. Н., Васенев В. В., Петрович С. Ю., Черепанов В. П. ; заявитель ОАО «Композит» ; заявл. 02.09.2009 ; опубл. 20.07.2010, Бюл. № 20.
5. Baimakov A. Yu., Petrovich S. Yu., Lipin V. A., Shahmin A. L., Seytenov R. A. The influence of alloying additions on interaction of aluminum alloys with aqueous media // Light Metals. 2015. P. 387–391.
6. Böyük U. Physical and Mechanical Properties of Al – Si–Ni Eutectic Alloy // Met. Mater. Int. 2012. Vol. 18, No. 6. P. 933–938.
7. Kukua-Kurzyniec A., Dutkiewicz J., Ochin P., Perrière L., Duzewski P., Góral A. Amorphous — Nanocrystalline Melt Spun Al – Si – Ni Based Alloys Modified with Cu and Zr // Archives of Metallurgy and Materials. 2013. Vol. 58, No. 2. P. 419–423.
8. Гопиенко В. Г., Назаров Б. П., Зобнина Н. С. Совершенствование промышленной технологии производства порошков сплава САС-1 // Сб. науч. трудов : Совершенствование производства алюминия и полуфабрикатов с целью снижения энергетических затрат. — Л. : ВАМИ, 1983. С. 148–154.
9. Пат. 2353689 РФ. МПК C 22 C 1/05, C 22 C 21/02. Порошковый композиционный материал и способ его получения / Мироненко В. Н., Петрович С. Ю., Черепанов В. П., Окунев С. А., Васенев В. В. ; заявитель ОАО «Композит» ; заявл. 15.11.2006 ; опубл. 27.04.2009, Бюл. № 12.
10. Авакумов Е. Г. Механохимические методы активирования химических процессов. — Новосибирск : Наука, 1986. — 302 с.
11. ТУ 48-0107-42–80. Порошок сплава САС-1. Технические условия.
12. Callister W. D. Jr. Materials science and engineering: an introduction — 9th ed. John Wiley & Sons, Inc., 2015. — 975 p.
13. ГОСТ 19440–94. Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Часть 1. Метод с использованием воронки. Часть 2. Метод волюмометра Скотта. — Введ. 1997–01–01.
14. ГОСТ 25279–93. Порошки металлические. Определение плотности после утряски. — Введ. 1997–01–01.

15. Ходаков Г. С. Метод измерения удельной поверхности высокодисперсных порошков по фильтрации газа // Коллоидный журнал. 1995. Т. 57, № 2. С. 280–282.
16. Мироненко В. Н, Бутрин В. Н., Васенев В. В. и др. Компактирование порошковых композитов Al – Si с интеллектуально управляемым нагревом // Труды международной конференции : Теория и практика технологии композитов. — М. : Знание, 2009. С. 169–175.
17. ГОСТ 8.018–2007. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температурного коэффициента линейного расширения твердых тел в диапазоне температуры от 90 до 1800 К. — Введ. 2008–01–01. — М. : Изд-во стандартов, 2008. — 8 с.
18. Самсонов Г. В., Косолапова Т. Я., Домасевич Л. Т. Свойства, методы получения и области применения тугоплавких карбидов и сплавов на их основе. — Киев : Наукова думка, 1974. — 208 с.