A HEM vizsgálata mechanikusan aktivált intermetallikus Al12Mg17 por alapján

Absztrakt

1. Bemutatkozás

A nagy energiájú anyagok (HEM) energetikai jellemzőinek javítása, a hagyományos alkatrészek javítása és új alkatrészek keresése a tudomány és a technológia számos területén releváns cél. A nagy energiájú fémporokat intenzíven kezdték vizsgálni a rendszerek égetésére szolgáló üzemanyagokként, amikor Kondratyuk és Tsander orosz tudósok nagy energiájú fémek (Al, Be, B, Mg, Zr, Ti stb.) Alkalmazását javasolták hajtóanyagok energia-adalékanyagaként [1 ]. A nagy entalpiájú fémporok reaktív anyagként nagy érdeklődésre tartanak számot a hajtóanyagok, robbanóanyagok, pirotechnika stb. Összetételeiben [2]. A nagy energiájú rendszerek részét képező finomfém porokat főleg alkatrészként használják az égési sebesség szabályozására és a gyulladási késések csökkentésére [3,4,5].

A megnövekedett reakcióképességű fémporok előállításának egyik ígéretes, egyszerű és olcsó módszere a mechanikus aktiválás egy bolygómalomban. Az első tanulmányok ezen a területen a 19. században kezdődtek [24]. A mechanikai módszer alkalmazásával az anyagot szilárd vagy folyékony állapotban őrölhetik, a kémiai összetétel megváltoztatása nélkül. Az őrlés során a porokat a maró testek nagy energiái, többszörös ütései, kopása, zúzása és nyírása befolyásolja a golyósmalom tartályának és az anyag falának. Az ezekhez az ütközésekhez kapcsolódó nagy alakváltozási sebesség törés, alakíthatóság, atomkeverés és részleges reakció kombinációját eredményezi az anyag komponensei között [25]. E módszer alkalmazásával javított fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező, mechanikusan aktivált porok nyerhetők, amelyeket más módszerekkel nagyon nehéz vagy lehetetlen előállítani [26,27]. Vannak tanulmányok, amelyek beszámolnak a mechanikus aktiválás hatásáról a fémporok hő-fizikai tulajdonságaira [27,28].

Az eutektikus ötvözetek mechanikai aktiválódásának a nagy energiájú anyagok égési paramétereire irányuló vizsgálata iránti jelentős érdeklődés ellenére az égési hőmérséklet, az égési sebesség, az oxidációs fok és más fontos tulajdonságok mennyiségi adatai továbbra is korlátozottak. Különösen nincsenek tanulmányok a mechanikus aktiválás időtartamának és módjának hatásáról az Al-Mg rendszer égési paramétereire, a nagy energiájú adalékanyagok részeként.

Így ennek a munkának az a célja, hogy kísérletileg tanulmányozza a nagy energiájú kompozíciókban lévő Al-Mg poranyagok szerkezetét, diszperzitását, oxidációs fokát, égési sebességét és égési hőjét, a bolygómalomban bekövetkező mechanikus aktiválás időtartamától függően.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Al-Mg anyag előállítása

Először 99% -os tisztaságú Al-Mg ötvözetet nyertek kereskedelmi tisztaságú alumíniumöntvényből (99 tömeg% Al, 0,9 tömeg% Si, 0,04 tömeg% Mg és egyéb szennyeződések) és kereskedelmi tisztaságú magnéziumöntvényből (99,95 tömeg% Mg, 0,01 tömeg%). % Al, 0,01 tömeg% Mn és egyéb szennyeződések). Az ötvözetet agyag-grafit tégelybe öntéssel állították elő. Az alumínium és a magnézium fúzióját argonban hajtottuk végre. Alumíniumöntvényt töltöttünk a tégelybe, és kemencébe helyeztük. Amikor a hőmérséklet elérte a 730 ° C-ot, az Al olvadékot eltávolították a kemencéből, és az alumínium olvadékba apró részekben magnéziumöntvényt adtak Al: Mg — 1: 1 tömegarányban. A magnéziumbugák alakú kockák és párhuzamos szárak voltak, az egyes töredékek hozzávetőleges tömege 100–150 g volt. A komponensek homogén eloszlásához az olvadékban a keverést 1500 fordulat/perc fordulatszámú eszközzel hajtották végre [29]. Mechanikus keverést végeztünk, amíg a magnéziumöntvény teljesen fel nem oldódott az alumínium olvadékban. A kapott ötvözetet acélhűtőbe öntjük 670 ° C hőmérsékleten.

2.2. Mechanikus aktiválás

A kapott ötvözetet egy állkapcso zúzóval zúztuk össze. A kapott Al-Mg-pelyheket mechanikusan őrölték egy bolygómalomban (1. ábra), amelynek fő eleme a golyósmalom-tartály. A tartály fedelének két csapja van. Az egyiket a munkaterület kiürítésére, a másodikat inert gáz (argon) szivattyúzására használják. Csiszolótestként 8,7 mm átmérőjű acélgolyókat használtak. Az őrlőtestek és a porelegy tömegaránya 2: 1 volt. A mechanikus aktiválást 6 órán át végeztük argonatmoszférában, 12 fordulat/perc forgási frekvenciával.