Формирование управляемого массопереноса при жидкофазном спекании порошковых материалов, модифицированных тугоплавкими наночастицами

Явление переноса массы вещества твердой фазы через жидкую наблюдается при спекании порошковых материалов (металлических порошков, твердых сплавов, керамик), при диффузионной металлизации в «транспортных расплавах», а также при работе ядерных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем. Процесс массопереноса через жидкую фазу оказывает значительное влияние на структуру спеченных материалов, на кинетику формирования диффузионных покрытий. В ядерной энергетике массоперенос в жидких металлах приводит к коррозионному поражению оборудования. В связи с этим, важно не только знать закономерности массопереноса и прогнозировать его, но и владеть методами воздействия на этот процесс и управления им. Авторами проекта впервые высказана гипотеза о возможности управления массопереносом путем введения в жидкую фазу спекаемого материала тугоплавких наночастиц, обладающих большой поверхностной энергией. В настоящее время, несмотря на большое количество исследований по спеканию материалов, модифицированных наночастицами, практически не изучен вопрос о влиянии нанодисперсных частиц на протекание массопереноса через жидкую фазу. Вместе с тем, авторами экспериментально установлено, что введение в порошковый материал Sn-Cu-Co наночастиц вольфрама замедляет перекристаллизацию кобальта через жидкую фазу при спекании. В результате теоретических и экспериментальных исследований впервые будет установлена связь между дисперсностью тугоплавких добавок и их влиянием на кинетику массопереноса и структурообразования при жидкофазном спекании порошковых материалов. Раскрыт механизм влияния тугоплавких наночастиц на массоперенос через жидкую фазу. Будут установлены закономерности массопереноса, позволяющие прогнозировать его кинетику, и определены параметры дисперсных тугоплавких добавок, позволяющие управлять массопереносом при жидкофазном спекании порошковых материалов. Эти результаты могут быть использованы для практических целей, таких как: получение изделий из спеченных материалов (металлических порошков, твердых сплавов, керамик) с мелкозернистой структурой и повышенными механическими свойствами; варьирование концентрационным составом диффузионных покрытий, осаждаемых из среды жидкометаллических растворов; блокирование или уменьшение коррозионных процессов в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем.