Новая технология получения порошковых капиллярных структур контурных тепловых труб. Прогнозирование свойств композиционных материалов с наноразмерной компонентой

УДК 621.762

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ

КАПИЛЛЯРНЫХ СТРУКТУР КОНТУРНЫХ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ

А.В.АГЕЕНКО, А.Г.ВАСЬКОВ

Научный руководитель В.В.Мазюк, канд.техн.наук

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В так называемых традиционных тепловых трубах-капилярных структурах (КС) представляет собой тонкий (толщиной порядка 1 мм) слой пористого материала, спеченного из металлического порошка, расположенный на внутренней поверхности корпуса тепловой трубы диаметром порядка 1 см. В тепловых трубах нового поколения общепринятый способ изготовления и спекания КС в виде втулки нужных размеров, нарезания на ней канавок и запрессовывания ее в корпус испарителя ограничивает мощность тепловой трубы, поскольку затруднительно запрессовать спеченную высокопористую втулку значительных размеров в корпус, не разрушив ее. Поэтому целесообразнее спекать КС непосредственно в корпусе испарителя, обеспечивая надежный тепловой контакт между КС и корпусом, а пароотводные каналы выполнять внутри КС, оставляя всю нагреваемую поверхность корпуса покрытой капиллярно-пористым материалом. Такая конструкция КС позволяет в несколько раз повысить предельный тепловой поток в испарителе.

Однако при спекании порошковой КС большого наружного диаметра непосредственно в корпусе испарителя возникает проблема обеспечения надежного механического и термического контакта КС с корпусом, обусловленная усадкой порошка в процессе спекания. Особенно остро эта проблема встает при изготовлении КС с мелкими (порядка несколько микрон) порами. Поэтому важной практической задачей является разработка способов получения мелкопористых КС на внутренней поверхности труб при обеспечении надежного (лучше - металлического) контакта между КС и поверхностью трубы.

Перспективным для решения указанной проблемы способом является использование жидкофазного спекания сформованной непосредственно на внутренней поверхности трубы КС из двухкомпонентной смеси мелкодисперсных порошков. Особенность этого процесса состоит в том, что при определенных режимах спекания образование жидкой фазы сопровождается не усадкой, а значительным объемным ростом спекаемых порошковых покрытий. Это относится к системам с большой однополярной растворимостью в твердой фазе компонента, образующего расплав.

УДК 669.15

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ С НАНОРАЗМЕРНОЙ КОМПОНЕНТОЙ

Д.Р.ВИОЛЕНТИЙ

Научный руководитель Л.В.СУДНИК, канд.техн.наук

Государственное научное учреждение

«ИНСТИТУТ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НАН Беларуси»

Успешное решение задач, связанных с производством и применением композиционных материалов (КМ), требует комплексного подхода, учитывающего многообразие факторов, сопровождающих “действие” КМ на различных структурных уровнях. Цель – создание алмазосодержащего композиционного материала с повышенным сопротивлением распространению трещин. Приняв гипотезу, по которой повышенная трещиностойкость обеспечивается наличием наноразмерной компоненты в КМ за счет исключения множественности путей развития трещин и самопроизвольной организации диссипативных структур, разработан КМ, включающий адгезионноактивные наноразмерные керамические компоненты, алмазные зерна и стеклокерамическую матрицу.

Прогнозирование и поиск путей оптимизации свойств КМ осуществляется методами структурно-имитационного моделирования: путем формирования в компьютере информации о компонентах композиции как об иерархических уровнях материала; об условиях взаимодействия этих компонентов, а также воспроизведение компьютером процессов, протекающих в данном материале при изменении внесения параметров. С позиции развития процессов диссипации энергии выявлена связь: энергия отражения сигнала подводимого к объекту из КМ неадекватна энергии воздействия из-за процессов диссипации на границах компонентов и в самих компонентах КМ.

Решение задач осуществлено по результатам комплекса теоретических и экспериментальных исследований и подтвердило увеличение прочностных характеристик исследуемых материалов при оптимизации дизайна микро, мезо и макроструктуры материала, связанной с составом и геометрией компонентов; степенью реализации адгезионной связи между компонентами и наличием наноразмерных компонент. Показано, что разработанный алмазосодержащий материал обеспечивает повышенный ресурс работы при использовании его для изготовления абразивного инструмента (в частности шлифовального).       

УДК 621.768

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИИ «АЛМАЗ-КАРБИД

КРЕМНИЯ», ПОЛУЧЕННОЙ ПРОПИТКОЙ ЖИДКИМ КРЕМНИЕМ И ВЗРЫВНЫМ ПРЕССОВАНИЕМ

А.П.ВОЛЧАНИНА

Научный руководитель В.Н.Ковалевский, д-р техн.наук, проф.

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Объектом исследования является композиция «алмаз-карбид кремния».

Цель работы - исследование строения и свойств композиционных материалов «алмаз-карбид кремния», полученных пропиткой жидким кремнием и взрывным прессованием с последующим термобарическим спеканием.