Научный отчет итоговый в целях исполнения научного исследования на тему "Синтез гетерогенных металлокерамических наноструктур на основе алюминия, алюминиевых сплавов и нитрида бора для получения конструкционных материалов"

Эта работа о синтезе композиционных материалов (КМ) на основе алюминия и нитрида бора (Al/BN) литьевым методом в индукционном нагревателе высокочастотной (ТВЧ) установки. В качестве исходных материалов применяли предварительно спеченные методом искрового плазменного спекания КМ Al/BN с массовым содержанием h-BN 1,3 и 5 %. Для ИПС использовалась установка Labox 650 (SinterLand Ltd., Япония). Размол исходных смесей порошков проводили в высокоэнергетической шаровой мельнице (ВШМ) Retsch Emax GmbH (Германия). Оптимальные температура нагрева и время изотермической выдержки были определены ранее и составили 840 °C и 20 секунд, соответственно. Для сравнения были также приготовлены образцы КМ с таким же содержанием h-BN (1,3 и 5 масс. %), но без плавления в ТВЧ установке.После получения КМ из них методом искровой резки были вырезаны образцы для проведения механических испытаний на растяжение. Испытания проводились на установке Shimadzu AG-X Series (Япония) при комнатной температуре и 500 ℃. После механических испытаний исследовалась морфология зоны разлома образцов используя сканирующий электронный микроскоп (JSM F7600, JEOL Ltd, Япония).По результатам работы установлено, что КМ Al/BN c 3 масс. % BN подвергнутый плавлению имеет прочность на разрыв 30 МПа, а образец такого же состава, но без плавления имеет прочность 199 МПа. Методом ЭДС показано, что в образце, подвергнутом плавлению, на границах зерен имеется большое количество кислорода по сравнению с образцом без плавления. Сделан вывод, что высокое содержание оксидной фазы на границах зерен алюминия является причиной снижения прочности материала.