Page 7 - Актуальність теми
P. 7
5
L.L. Zheng та ін.), що таким матеріалам властивий комплекс підвищених фізико-
механічних характеристик.
Розглянуто вплив структурних, технологічних і експлуатаційних чинників на
фізико-механічні властивості та довговічність існуючих керамічних і
металокерамічних матеріалів ТОПК та проаналізовано результати досліджень
властивостей перспективних матеріалів. На цій основі сформульовано мету і
завдання роботи.
У другому розділі описано матеріали та обладнання і методики проведення
експериментів. Досліджували наступні матеріали:
для анодів-підкладок кераміку 10Sc1CeSZ–NiO (суміш оксиду цирконію ZrO2,
стабілізованого 10 мол.% Sc2O3 і 1 мол.% CeO2, та 40, 50, 65 і 75 мас.% оксиду
нікелю NiO), вироблену методом порошкової металургії за технологією,
розробленою в ІПМ НАН України; кераміку 8YSZ–NiO (суміш оксиду цирконію
ZrO2, стабілізованого 8 мол.% Y2O3, і 50 мас.% оксиду нікелю NiO), вироблену в
Forschungszentrum Jűlich (FZJ) – Дослідному центрі Юліх у Німеччині; кераміку
8YSZ–NiO, вироблену в ІПМ НАН України за технологією плакування порошку
ZrO2 оксидом нікелю;
для з’єднувальних елементів феритну сталь Crofer JDA (0,005% С, 22% Cr,
0,5% Mn, 0,10% Al, 0,10% Si, 0,08% Ti), отриману у Дослідному центрі Юліх;
композит на основі МАХ-фази Ti3AlC2, який отримано спіканням у вакуумі при
1350°С суміші порошків TiC, TiH2 і Al з подальшим гарячим пресуванням у
повітрі за температури 1350°С і тиску 30 МПа, що має фазовий склад 88…90 мас.%
Ti3AlC2, 5…7 мас.% TiC, 4…6 мас.% Al2O3 і поруватість 1…22%, а також
композит на основі МАХ-фази, легований ніобієм (3…5 мас.%), які виготовлені в
Інституті надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України.
Фізико-механічні властивості матеріалів (електропровідність, міцність,
водневотривкість) визначали на спеціально розробленому стенді у
високотемпературному газовому середовищі (вакуум, повітря, водень, суміш аргон–
водень; Т=20…900°С, р=1…2 атм).
При дослідженні механічних властивостей матеріалів анодів-підкладок
використовували дискові зразки діаметром D=25 мм і товщиною t=0,5…1,5 мм для
випробувань на біаксіальний згин за схемою ―кільце-кільце‖ (табл. 1, схема I), коли
DS = 21 мм і DL = 6 мм. Призматичні зразки на триточковий згин (табл. 1, схема II)
розміром t W L1 = 3 5 25 мм використовували для вивчення матеріалів
з’єднувальних елементів. Визначали максимальне руйнівне напруження σf з
діаграми ―навантаження-прогин‖ за відповідними формулами (табл. 1) за умови,
коли P = Pmax.
Електропровідність (σ) визначали за чотириточковою схемою. Оцінку
жаростійкості досліджуваних сплавів проводили за приростом маси на одиницю
площі (Δm/S) за заданої температури випробування, S – площа поверхні зразка.
Приріст маси Δm визначали як: Δm = m – m0, де m0 – початкова маса зразка.
Мікроструктурний та мікрофрактографічний аналізи здійснювали на оптичному
мікроскопі ММР-4 та сканівному електронному мікроскопі (СЕМ) Zeiss EVO-
40XVP із системою мікроаналізу INCA Energy 350. Тонку структуру вивчали на
