Нанокомпозиционный электроконтактный материал и способ его получения

Изобретение относится к области электротехники и нанотехнологии, в частности к нанокомпозитному материалу на основе меди (Cu) для производства силовых разрывных электрических контактов в переключателях мощных электрических сетей и вакуумных дугогасительных камерах и способу его получения. Нанокомпозиционный электроконтактный материал на основе меди состоит из частично разупорядоченной матрицы на основе меди, в которой распределены кластеры тугоплавких частиц размером менее 5 нм, при этом содержание тугоплавких частиц составляет от 20 до 80 мас.%. В качестве тугоплавких частиц могут быть использованы частицы хрома или вольфрама или молибдена. Способ получения нанокомпозиционного электроконтактного материала включает механическую обработку смесей металлов в высокоэнергетической шаровой планетарной мельнице с последующим твердофазным спеканием полученной активированной смеси. Высокоэнергетическую обработку проводят в атмосфере аргона при соотношении масс шаров и исходных порошков 20:1-40:1, при скорости вращения планетарного диска планетарной мельницы 694-900 об/мин и продолжительности обработки не более 90 минут. Спекание полученных нанокомпозионных частиц с размером тугоплавкого металла менее 5 нм осуществляют методом искрового плазменного спекания, при этом в камере создают вакуум или атмосферу инертного газа и через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток 1000-5000 A под нагрузкой до 50 МПа. Температура спекания образцов не превышает 1000°C при продолжительности процесса не более 15 минут. Повышение твердости, снижение пористости и удельного электросопротивления образцов является техническим результатом изобретения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к области электротехники и нанотехнологии, в частности к разработке нанокомпозиционных электроконтактных, жаропрочных, электроэрозионностойких, электротехнических, наноструктурированных материалов на основе меди (Cu), которые могут быть использованы в производстве силовых разрывных электрических контактах, в переключателях мощных электрических сетей и вакуумных дугогасительных камерах.

При изготовлении указанных материалов необходимо получить сочетание высокой электропроводности, для чего в качестве основы используют Cu, и высокой износостойкости при воздействии электрической дуги, для чего необходимо вводить в состав композиционного материала тугоплавкие металлы с высокой температурой плавления и испарения, таких как вольфрам (W), хром (Cr) и молибден (Мо). Медь не смешивается и не взаимодействует с вольфрамом, хромом и молибденом, образуя при спекании псевдосплавы различного состава: Cu-Cr, Cu-W, Cu-Mo.

Известен материал и способ изготовления электрических контактов на основе Cr и Cu, включающий приготовление шихты механическим смешиванием порошков Cr и Cu, прессование и предварительное восстановление в атмосфере остроосушенного водорода с выдержкой при температуре 250-700°C, жидкофазное спекание при температуре 1100-1250°C в атмосфере остроосушенного водорода или твердофазное спекание при температуре не выше 1050°C в атмосфере водорода или в вакууме, дополнительный нагрев изделий до температуры 300-950°C в атмосфере водорода и осадку в закрытом штампе, при этом перед смешиванием порошков Cr и Cu проводят обкатку шарами частиц порошка хрома выполняют в течение 25-27 часов в медном барабане валковой мельницы в режиме «перекатывания» при соотношении массы шаров или обкатывающих тел и порошка 1:2 (RU 2369935, H01H 1/02, 10.10.2009).

Недостатком известного материала и способа его получения является длительность процесса измельчения порошка хрома (не менее 25 часов), крупный размер частиц хрома, средний диаметр которых после механической обработки составляет 53,2-57,9 мкм, высокая пористость материала для контактов (до 2%).

Известен способ получения псевдосплава Cu-Cr с дисперсной структурой, включающий активацию путем смешивания исходных порошков Cu и Cr в качестве тугоплавкого металла в смесителе со смещенной осью вращения, прессование активированных порошков и их спекание в вакууме при температуре 1000-1100°C в течение 2 часов, при этом активацию исходных порошков шихты в смесителе осуществляют мелющими телами в виде металлических шариков диаметром 8-10 мм, при соотношении массы мелющих тел и исходных порошков 15:1, продолжительности смешивания шихты 3-3,5 часа и скорости вращения смесителя 60 об/мин (RU 2344189, C22C 1/04, B22F 3/12, C22C 9/00, 10.02.2008).

Изобретение позволяет получать компактный псевдосплав Cu-Cr с дисперсной структурой, с размерами частиц 40 мкм, твердостью по Бринеллю до 85 НВ, пределом прочности при растяжении до 290 МПа, с объемной усадкой при спекании при 1100°C, равной 8-10%.

Недостатком способа является продолжительность процесса (общее время не менее 6 часов), низкие механические свойства конечного материала, крупный размер частиц.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ получения Cu-Mo композиционного материала (20-30 мас.% Cu), который включает приготовление смеси из промышленных порошков молибдена в качестве тугоплавкого металла и меди, путем размола и перемешивания в высокоэнергетической шаровой планетарной мельнице, обеспечивающей центростремительное ускорение мелющих тел не менее 40 g, в течение не менее 10 минут, прессование активированной смеси при усилии не более 150 МПа, поэтапное спекание в среде водорода, при этом первоначальный нагрев осуществляют до температуры восстановительной выдержки не менее 800°C, выдержке при этой температуре не менее одного часа и последующий нагрев до окончательной температуры спекания со скоростью не более 10°C в минуту, выдержку при этой температуре в течение не менее 30 минут (RU 2292988, B22F 3/12, C22C 1/04, 10.02.2007).

Недостатком известного способа является продолжительность процесса (не менее 2 часов), получение материала с пористостью до 2% и размером частиц более 30 нм.

Недостаточно высокие свойства описанных материалов ограничивают их использование в производстве силовых разрывных и дугогасительных контактов в переключателях мощных электрических сетей, работающих в условиях больших токов и высоких напряжений.

В первом и втором объектах изобретения достигается технический результат, заключающийся в упрощении способа, повышении твердости, снижении пористости и удельного электросопротивления материалов при размере частиц не более 10 нм.

Технический результат в первом объекте достигается следующим образом.

Нанокомпозиционный электроконтактный материал на основе меди состоит из частично разупорядоченной матрицы на основе меди, в которой распределены кластеры тугоплавких частиц размером менее 5 нм. При этом содержание тугоплавких частиц от 20 до 80 мас.%.

В качестве тугоплавких частиц используют хром или вольфрам или молибден.

Технический результат во втором объекте достигается следующим образом.

Способ получения нанокомпозиционного электроконтактного материала включает высокоэнергетическую механическую обработку (ВЭМО) смесей металлов в высокоэнергетической шаровой планетарной мельнице с последующим твердофазным спеканием полученной активированной смеси. Высокоэнергетическую обработку проводят в атмосфере аргона при соотношении масс шаров и исходных порошков 20:1-40:1, при скорости вращения планетарного диска планетарной мельницы 694-900 об/мин и продолжительности обработки не более 90 минут.

Затем проводят спекание полученных нанокомпозионных частиц с размером тугоплавкого металла менее 5 нм, которое осуществляют методом искрового плазменного спекания. При этом в камере создают вакуум или атмосферу инертного газа и через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток 1000-5000A под нагрузкой до 50 МПа. При этом температура спекания не превышает 1000°C при продолжительности процесса не более 15 минут.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена микроструктура псевдосплавов после искрового плазменного спекания (ИПС), где

а - псевдосплав Cu-Cr, без ВЭМО, спеченный методом ИПС (900°C, 100°C/мин, 10 мин, 50 МПа);

б - псевдосплав Cu-Cr, с ВЭМО (694 об/мин, K=1.0, 60 мин, 1:20) +ИПС (700°C, 100°C/мин, 10 мин, 50 МПа);

в - псевдосплав Cu-Cr, с ВЭМО (900 об/мин, K=1.0, 60 мин, 1:20) +ИПС (700°C, 100°C/мин, 5 мин, 50 МПа);

г - псевдосплав Cu-Cr, с ВЭМО (900 об/мин, K=1.0, 60 мин, 1:40) +ИПС (700°C, 100°C/мин, 5 мин, 50 МПа);

д - псевдосплав Cu-Cr, с ВЭМО (900 об/мин, K=1.0, 90 мин, 1:20) +ИПС (700°C, 100°C/мин, 5 мин, 50 МПа).

Нанокомпозиционный электроконтактный материала, полученный согласно способу, представляет собой нанокомпозит, состоящий из кластеров на основе тугоплавких частиц размером менее 5 нм, распределенных в частично разупорядочной матрице, характеризующийся тем, что имеет плотность до 99%, твердость по Виккерсу 2,5-11 ГПа, электросопротивление 7-10 мкОм·см.

В качестве основных исходных компонентов для получения экспериментальных образцов нанокомпозитных материалов на основе псевдосплавов Cu-Cr, Cu-W, Cu-Mo для электрических контактов используются порошки металлов: Cu (порошок медный электролитический) марки ПМС-В (ГОСТ 4960-75); Cr (порошок хрома восстановленный) марки ПХ1М; Мо (молибденовый порошок) марки ПМ99,95 (ТУ 48-19-316-80); W (вольфрамовый порошок) марки ПВ2 (ТУ 14-22-143-2000).

Размол и перемешивание смеси исходных порошков меди и тугоплавкого металла проводят в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице «Активатор-28» мелющими стальными шарами в течение не более 1 часа. За счет интенсивной механической обработки порошков в мельнице происходит их активация и измельчение до наноразмеров не более 10 нм. Этот первый этап способа принято обозначать как ВЭМО.

После ВЭМО исходных порошков в мельнице «Активатор-28», полученные активированные нанокомпозитные смеси порошков Cu-Cr, Cu-W, Cu-Mo спекают на установке ИПС (Spark Plasma Sintering - Labox 650, SinterLand, Япония), второй этап способа.

ИПС - это один из способов спекания (консолидации) порошка в присутствии электрического поля, в котором применяются низковольтные источники импульсов тока.

Сущность способа заключается в следующем.

Смесь исходных порошков меди и тугоплавкого металла загружают в барабан мельницы «Активатора 2S», затем крышка барабана плотно закручивается. Клапан на крышке подсоединяется к вакуумному шлангу и производится вакуумирование барабана с помощью форвакуумного насоса до остаточного давления 0,01 Па. Через этот же клапан барабан заполняется инертным газом (аргоном) до атмосферного давления. После этого барабан отсоединяется от вакуумного шланга и устанавливается в полость на корпусе редуктора установки «Активатор 2S».

ВЭМО порошковых смесей Cu-Cr, Cu-Mo и Cu-W проводят при скорости вращения барабанов 694-900 об/мин и продолжительности активации не более 60 минут.

Затем полученные активированные нанокомпозитные смеси порошков Cu-Cr, Cu-W, Cu-Mo спекают на установке ИПС (Spark Plasma Sintering - Labox 650, SinterLand, Япония). Это второй этап способа.

Для проведения ИПС готовят навески активированных порошковых смесей Cu-Cr, Cu-Mo или Cu-W, одну из смесей помещают в графитовую цилиндрическую пресс-форму, фиксируют ее между электродами, являющимися одновременно пуансонами пресса, помещают пресс-форму в камеру, в камере создают вакуум или атмосферу инертного газа и через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток 1000-5000 A под нагрузкой 20-50 МПа, при этом спекание осуществляют при температуре не выше 1000°C в течение не более 15 минут. Скорость нагрева до температуры спекания 700-1000°C составляет 100-500°C/мин. Образец выдерживают при заданной температуре в течение 5-15 минут. Короткие импульсы тока высокой энергии порождают искры на поверхности спекаемого образца зерен Cu и тугоплавкого металла, благодаря этому нагрев образца производится равномерно, при минимальном воздействии на микроструктуру.

После чего образец охлаждают до комнатной температуры и отделяют от пуансонов механическим способом.

Контроль качества образцов проводится на каждой технологическом этапе и осуществляется как визуальным осмотром, так и с использованием аппаратурных методик.

В комплексном исследовании микроструктуры и фазового состава были использованы методы порошковой рентгеновской дифракции (рентгеноструктурный анализ), растровой (сканирующей) электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, дифракции электронов и другие. Исследованию подвергались не только образцы псевдосплавов, полученные согласно предлагаемому способу, но и коммерческие образцы аналогичных материалов, представленные Индустриальным партнером. Это необходимо для проведения сравнительного анализа структуры, химического и фазового составов и определения «точки отсчета» в создании новых материалов. Для спеченных образцов Cu-Cr, Cu-W, Cu-Mo осуществляется также контроль прочностных характеристик, пористости, электросопротивления и микроструктуры.

Сущность изобретения подтверждается примерами

Пример 1.

Получение нанокомпозиционного электроконтактного материала Cu-Cr (Фиг. 1 б-г).

Порошки Cu и Cr смешивают при соотношении 55 мас.% Cu и 45 мас.% Cr. Приготовленную смесь подвергают ВЭМО (измельчению и перемешиванию) в планетарной шаровой мельнице в атмосфере аргона при скорости вращения шаровой мельницы 694 об/мин. Соотношение шаров к смеси порошка составляет 20:1. Использовались стальные шары 7 мм в диаметре. Время обработки 60 минут.

Полученный активированный композитный порошок подвергают ИПС, для этого порошок помещают в графитовую цилиндрическую пресс-форму, фиксируют ее между электродами, являющимися одновременно пуансонами пресса, помещают пресс-форму в камеру, в камере создают вакуум, через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток 1000 A под нагрузкой 50 МПа и спекают образец при температуре 700°C в течение 10 мин со скоростью подъема температуры 100°C/мин. В результате получают образцы в форме дисков диаметром 15-50 мм и толщиной 2-6 мм.

Нанокомпозиционный электроконтактный материал имеет следующие характеристики: гомогенную практически беспористую наноструктуру, Пористость 1%, твердость по Виккерсу - 3,8 ГПа, удельное электросопротивление - 7 мкОм·м (24% ICAS).

Твердость данного материала в 3 раза выше твердости всех исследуемых промышленных образцов. Значение удельного сопротивления возрастает примерно на 25-50% по сравнению со значением промышленных образцов, что позволяет использовать его для электроконтактных материалов.

При повышении скорости оборотов до значения 900 на первом этапе и повышении скорости нагрева до 500°C/мин на втором этапе удается повысить твердость до 5 ГПа (Фиг. 1в). Увеличение продолжительности ВЭМО до 90 минут на первой стадии процесса позволяет повысить твердость конечного материала до 5,2 ГПа (Фиг. 1д). Снижение соотношения количества смеси к количеству шаров 1:20 или 1:40 не влияет на твердость (Фиг. 1в и Фиг. 1г).

Исследования на просвечивающем электронном микроскопе со сверхвысоким разрешением (увеличение до 2000000 раз) показали, что материал представляет собой нанокомпозит, состоящий из кластеров на основе хрома размером 4-5 нм, распределенных в частично разупорядоченной матрице на основе Cu.

Микроструктура псевдосплавов после ИПС показана на фиг. 1 а-д, где светлые частицы - Cu, темные - Cr.

Пример 2.

Получение нанокомпозиционного электроконтактного материала Cu-W

Порошки Cu и W смешивают с соотношением 20 мас.% Cu и 80 мас.% W. Приготовленную смесь подвергают ВЭМО измельчению и перемешиванию в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице в атмосфере аргона при скорости вращения шаровой мельницы 900 об/мин. Соотношение шаров к смеси порошка составляет 40:1. Использовались стальные шары 7 мм в диаметре. Время обработки 60 минут.

Полученный активированный композиционный порошок подвергают спеканию методом ИПС при 900°C, 950°C и 1000°C со скоростью 100°C/мин в атмосфере аргона, через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток 5000A под нагрузкой 50 МПа и проводят спекание при указанных температурах в течение 10 мин.

Микроструктура образцов для Cu-W схожа с микроструктурой материала по примеру 1.

Нанокомпозиционный электроконтактный материал имеет следующие характеристики: пористость 1%, твердость по Виккерсу от 2,5 до 11 ГПа, удельное электросопротивление - 8 мкОм·см (19% ICAS).

Пример 3.

Получение нанокомпозиционного электроконтактного материала Cu-Mo

Порошки Cu и Mo смешивают с соотношением 50 мас.% Cu и 50 мас.% Mo. Приготовленную смесь подвергают измельчению и перемешиванию в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице в атмосфере аргона при скорости вращения шаровой мельницы 900 об/мин. Соотношение шаров к смеси порошка составляет 20:1. Использовались стальные шары диаметром 7 мм. Продолжительность обработки 60 минут.

Полученный активированный композиционный порошок подвергают ИПС в атмосфере аргона, через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток 1000 A под нагрузкой 50 МПа и проводят спекание при температуре 900°C в течение 10 мин. В результате получают образцы в форме дисков диаметром 15-50 мм и толщиной 2-6 мм.

Микроструктура образца схожа с микроструктурой материала по примеру 1.

Нанокомпозиционный электроконтактный материал Cu-Mo имеет следующие характеристики: пористость 1%; твердость по Виккерсу - 3,4-3,9 ГПа, удельное электросопротивление - 9,3 мкОм·см (18,5% ICAS).

Как следует из примеров описания, предлагаемый инновационный способ отличается простотой выполнения, так как позволяет проводить компактирование порошковых материалов при относительно низких температурах 700-1000°C, сохраняя тем самым наноструктуру активированных порошков. Кроме того, общая продолжительность получения целевого материала не превышает 2 часа (для известных способов продолжительность составляет более 10 часов), что в значительной мере снижает расход электроэнергии.

Нанокомпозиционный электроконтактный материал, полученный предлагаемым способом состоит из кластеров металла с размерами от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров, разделенных между собой каркасом Cu фазы, которые в свою очередь, состоят из округлых нанометровых зерен тугоплавкого металла (меньше 100 нм), окруженных матрицей Cu. Такая структура предлагаемого материала обладает повышенными эксплуатационными свойствами по сравнению с материалами аналогов и промышленными материалами для контактов, например, ОАО "ПОЛЕМА" и компаний Китая и Германии.

Потенциальными потребителями материала, полученного по предлагаемому способу являются: электротехническая промышленность, где необходимы высокая электрическая проводимость, высокие механические, физические и эксплуатационные свойства, такие как прочность, твердость при комнатной и повышенной температурах, термическая стабильность, дугостойкость, для применения в производстве силовых разрывных и вакуумных дугогасительных контактов в переключателях (размыкателях) мощных электрических сетей, работающих в условиях больших токов и высоких напряжений.

1. Нанокомпозиционный электроконтактный материал на основе меди, состоящий из частично разупорядоченной матрицы на основе меди, в которой распределены кластеры тугоплавких частиц размером менее 5 нм, при этом содержание тугоплавких частиц от 20 до 80 мас.%.

2. Нанокомпозиционный электроконтактный материал по п. 1, в котором в качестве тугоплавких частиц используют хром, или вольфрам, или молибден.

3. Способ получения нанокомпозиционного электроконтактного материала, включающий механическую обработку смесей металлов в высокоэнергетической шаровой планетарной мельнице с последующим твердофазным спеканием полученной активированной смеси, отличающийся тем, что высокоэнергетическую обработку проводят в атмосфере аргона при соотношении масс шаров и исходных порошков 20:1-40:1, при скорости вращения планетарного диска планетарной мельницы 694-900 об/мин и продолжительности обработки не более 90 минут, спекание полученных нанокомпозионных частиц с размером кристаллитов тугоплавкого металла менее 5 нм осуществляют методом искрового плазменного спекания, при этом в камере создают вакуум или атмосферу инертного газа и через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток 1000-5000 А под нагрузкой до 50 МПа, при этом температура спекания не превышает 1000°C при продолжительности процесса не более 15 минут.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к СВЧ радиотехнике, в частности к частотно-селективным фильтрам. Полосковый фильтр содержит диэлектрическую подложку на основе многослойного материала, внутри которой располагаются четвертьволновые резонаторы фильтра и резонансная структура из отрезков полосковых линий длиной в одну восьмую длины волны на центральной частоте полосы пропускания.

Изобретение относится к способу определения износа контактных элементов электрического переключателя. Способ содержит этап регистрации электрических значений (I(t), U(t)), которые представляют электрический параметр, релевантный для электрической дуги, возникающей во время операции переключения на переключателе, как функцию времени, и вычисление значения (d) износа, представляющего собой износ контактного элемента, из множества значений доли износа; значения доли износа вычисляются с применением множества правил (fi) вычисления доли износа из множества подмножеств (I(ti); I([ti; t'i])) зарегистрированных электрических значений, так что каждое из значений доли износа вычисляется по соответствующему из правил вычисления доли износа из соответствующего из подмножеств значений (I(ti); I([ti; t'i])), по меньшей мере, два из правил вычисления доли износа отличаются друг от друга.
Изобретение относится к способу получения легированного оксидом индия серебряно-оловооксидного материала для электроконтактов и может применяться в электротехнической промышленности.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка сплава серебро-кадмий для изготовления контактов. Раствор нитратов серебра и кадмия обрабатывают раствором гидроксида натрия, выдерживают пульпу и отделяют осадок смеси AgOH и Cd(OH)2 от маточного раствора.

Изобретение относится к выключателю среднего напряжения, который содержит контактную сборку, имеющую для каждой фазы первый неподвижный контакт и второй подвижный контакт, взаимно соединяемые/разъединяемые с переходом между разомкнутым и замкнутым положениями.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству графито-медных материалов для сильноточных электрических контактов. Шихта содержит, мас.%: частицы меди 20-85, частицы гидрида титана 1-10 и частицы графита - остальное.

Изобретение относится к производству материалов дугогасительных и разрывных электрических контактов и может быть использовано в токоприемниках электровозов, метропоездов и другого городского электрифицированного транспорта.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к магнитоуправляемым коммутирующим устройствам - коммутаторам тока, используемым в широком диапазоне коммутируемых нагрузок и мощностей.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлокерамических электроконтактных материалов Cu-Cd/Nb. Из порошков меди и ниобия готовят шихту, проводят холодное прессование и спекание.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым антифрикционным материалам для сильноточных скользящих контактов. Может использоваться для изготовления токосъемных щеток, например, униполярных генераторов или токосъемных башмаков, контактирующих с рельсом туннельной железной дороги.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к материалу на основе объемных металлических стекол на основе циркония, и может быть использовано для производства деталей микромашин и механизмов с требованиями высокой износостойкости и прочности.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении магнитотвердого материала на основе системы редкоземельный металл-железо-кобальт-бор, который используют при изготовлении магнитов для создания навигационных приборов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству жаропрочных сплавов на основе ниобия, которые могут быть использованы для изготовления рабочих лопаток ГТД.

Изобретение относится к изготовлению сплавов на основе никелида титана, применяемых для медицинских имплантатов. Способ изготовления литых изделий включает переплав металлического полуфабриката индукционной центробежной плавкой в карборундовом тигле.

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано для получения лигатуры алюминий-скандий. Способ включает приготовление и расплавление смеси, содержащей фториды алюминия, фториды натрия и алюминий, подачу оксида скандия, алюмотермическое восстановление скандия из его оксида с получением лигатуры алюминий-скандий и ее выгрузку.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформированным борсодержащим алюмоматричным композиционным материалам в виде листов, к которым предъявляются специальные требования по поглощению нейтронного излучения в сочетании с низким удельным весом.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении деформированных полуфабрикатов в виде прессованных профилей, прутков, труб, катаных плит и листов, предназначенных для использования в строительстве, судостроении, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения порошка квазикристаллического материала системы Al-Cu-Fe включает перемешивание порошков алюминия, меди и железа при соотношении компонентов, соответствующем области существования квазикристаллической фазы сплава системы Al-Cu-Fe, нагрев полученной смеси в камере в бескислородной атмосфере с последующим измельчением спека до получения порошка заданной дисперсности.

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано для производства лигатуры алюминий-скандий-иттрий, применяемой для модифицирования алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу изготовления порошка сплава на основе урана, и может быть использовано при производстве ядерного топлива.

Группа изобретений относится к медицине. Описаны медицинский материал и устройство для очистки крови.

Изобретение относится к области электротехники и нанотехнологии, в частности к нанокомпозитному материалу на основе меди для производства силовых разрывных электрических контактов в переключателях мощных электрических сетей и вакуумных дугогасительных камерах и способу его получения. Нанокомпозиционный электроконтактный материал на основе меди состоит из частично разупорядоченной матрицы на основе меди, в которой распределены кластеры тугоплавких частиц размером менее 5 нм, при этом содержание тугоплавких частиц составляет от 20 до 80 мас.. В качестве тугоплавких частиц могут быть использованы частицы хрома или вольфрама или молибдена. Способ получения нанокомпозиционного электроконтактного материала включает механическую обработку смесей металлов в высокоэнергетической шаровой планетарной мельнице с последующим твердофазным спеканием полученной активированной смеси. Высокоэнергетическую обработку проводят в атмосфере аргона при соотношении масс шаров и исходных порошков 20:1-40:1, при скорости вращения планетарного диска планетарной мельницы 694-900 обмин и продолжительности обработки не более 90 минут. Спекание полученных нанокомпозионных частиц с размером тугоплавкого металла менее 5 нм осуществляют методом искрового плазменного спекания, при этом в камере создают вакуум или атмосферу инертного газа и через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток 1000-5000 A под нагрузкой до 50 МПа. Температура спекания образцов не превышает 1000°C при продолжительности процесса не более 15 минут. Повышение твердости, снижение пористости и удельного электросопротивления образцов является техническим результатом изобретения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Наверх