Термодинамическое моделирование и экспериментальное изучение поверхностных свойств, кинетики и температуры контактного плавления металлов с целью создания новых композиционных микро- и наноматериалов

Изучены поверхностные свойства, кинетика и температура контактного плавления металлов, новые микро- и нанокомпозиционные материалы и их свойства. Получены результаты исследования температурных зависимостей углов смачивания расплавов Sn - Ba и In - Na пористых никеля и меди. Уточнены данные о порогах смачивания и фазообразовании в процессе взаимодействия расплавов с подложками. Обсуждены причины перехода от несмачивания к смачиванию на основе представлений о частичном смачивании (приближение Касси - Бакстера), а также с точки зрения гетерофазного смачивания (механизм Венцеля). Морфология образцов после кристаллизации обнаруживает различные структуры малых размеров, включая интерметаллические нанообразования, что затрудняет теоретическое описание смачивания пористых и гетерофазных систем в процессе образования интерметаллидов. Изучены политермы углов смачивания пористого никеля и никеля марки НП-2 расплавом Pb - 0,49% ат. Na. Установлены пороги смачивания пористого никеля ~ 500ºC, а при смачивании никеля марки НП-2 ~ 550ºС. Результаты изучения межфазных границ методом растровой электронной микроскопии: закристаллизовавшийся сплав Pb - 0,49% ат. Na /пористый никель и никель НП-2. Наличие интерметаллидов на межфазной границе не обнаружено, что позволяет рекомендовать пористый никель, пропитанный Pb - 0,49% ат. Na, как в качестве катодного материала, так и композиционного припоя для дисперсионной пайки. Получены результаты расчета межфазных характеристик поликристаллической меди с использованием данных ОЖЕ-электронной спектроскопии. С использованием известных теоретических моделей показано, что сегрегация примесей серы приводит к заметному снижению поверхностного и межфазного натяжения, а также зернограничной прочности поликристаллической меди, которая, как показано, уменьшается на 5 - 8%. Приведены результаты разработки АМК для камнеобработки. В частности, предложена железо-кобальтово-медная шихта, пропитанная чистой медью. Твердость с алмазосодержащей стороны по шкале HRB составляла 46 единиц. В шихту добавляли для повышения прочности микропорошок карбида вольфрама. Даны результаты оценки капиллярного впитывания для нанокапилляра. Установлены соотношения, позволяющие определять высоту поднятия и скорость движения жидкости в капилляре. Расчеты были реализованы для капилляров радиусом R=15 нм. Показано, что с уменьшением радиуса капилляра до наноразмеров на начальных стадиях затекания жидкости в капилляр наблюдается не просто увеличение скорости впитывания, а замена вязкого течения на баллистическое.