Исследование влияния СВЧ-облучения высокой плотности мощности нанопорошков Al, применяемых в качестве активирующих добавок при консолидации диборидов и карбидов переходных металлов
РЕФЕРАТ 5
Введение 11
1 Обзор литературны 13
1.1 СВЧ-излучение 13
1.2 Структура и свойства диборидов металлов (HfB2, T1B2 и ZrB2 ).... 22
1.3 Технология горячего прессования 30
2 Экспериментальная часть 39
2.1 Объекты и методы 39
2.2 Результаты проведенного исследования 46
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 52
3.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения 52
3.2 Разделение выпускной квалификационной работы на этапы 54
3.3 Анализ конкурентных решений 56
3.4 SWOT-анализ 58
3.5 Определение трудоемкости этапов выпускной квалификационной
работы 62
3.5.1 Составление сметы затрат 66
3.5.2 Затраты на амортизацию оборудования 67
3.5.3 Затраты на основные и вспомогательные материалы 68
3.5.4 Затраты на электроэнергию 69
3.5.5 Смета затрат на ВКР 70
3.6 Основная заработная плата исполнителей темы 70
3.6.1 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления)... 72
3.6.2 Накладные расходы 73
3.7 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 75
3.7.1 Интегральный показатель финансовой эффективности 75
3.7.2Интегральный показатель ресурсоэффективности 76
3.7.3 Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения
разработки 77
Выводы по разделу 79
4Социальная ответственность 82
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 82
4.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства ...82
4.1.2 Эргономические требования к рабочему месту 84
4.2Производственная безопасность 85
4.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать
объект исследования 85
4.2.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут
возникнуть на производстве 87
4.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 96
Заключение по разделу 100
Заключение 102
Список использованных источников 103
Приложение 105
Одной из основных проблем современных химических технологий является увеличение реакционной способности металлов, сплавов и композитов - в ряде случаев это необходимо для снижения температуры начала реакции, увеличения скорости реакции. В конечном итоге это приводит к увеличению производительности труда, экономически эффективному использованию материалов и снижению энергоёмкости производственных процессов. В настоящее время основным способом решения этих задач является ведение химических добавок, механоактивация, а также повышение дисперсности веществ: производство микро- и наноразмерных порошков металлов.
Микронные порошки металлов используются в качестве катализаторов процессов химического синтеза и катализаторов горения, для синтеза керамических нитридсодержащих материалов, компонентов высокоэнергетических материалов: пиротехнических смесей и ракетных топлив, термитов для сварки, в аддитивных технологиях и для получения композиционных материалов, для дисперсного упрочнения полимеров, и т.д. Нанодисперсные металлы применяют в качестве добавок в смазочные материалы, компонентов смесей для неорганического синтеза сверхпрочных материалов, в качестве энерговыделяющих добавок в высокоэнергетические материалы, в водородной энергетике и т.д. Одним из основных методов получения нанопорошков металлов является метод электрического взрыва проводников в инертной среде.
Считается, что нанопорошки металлов, полученные в условиях электрического взрыва проводников, вследствие высокой неравновесности процессов их получения, содержат некоторое количество так называемой «избыточной энергии» [1], которую некоторые исследователи также называют «запасённая энергия» («stored energy») [2]. Кеннет Куо показал [3], что эффект запасённой энергии представляет собой термодинамически высоко неравновесное состояние материала, вследствие чего его химическая активность может изменяться на много порядков. Помимо «запасённой энергии», связанной с неравновесными условиями получения нанопорошков, в них может быть дополнительно за счёт различных дефектов запасена энергия с помощью внешних высокоэнергетических воздействий (нейтронное облучение, гамма-облучение), а механизмы стабилизации части энергии излучения в веществе требуют дальнейшего изучения.
Таким образом, актуальной научно-технической проблемой является разработка научных основ методов улучшения физико-химических свойств дисперсных металлов, в частности, алюминия, воздействием высокоэнергетических излучений для их более эффективного использования в технологических приложениях.Это статьи-исследование физикомеханических свойств модифицированных облучением СВЧ композиционных материалов на основе диборида гафния HfB2.
Целью работы являлось исследование влияния СВЧ-облучения высокой плотности мощности нанопорошков Al, применяемых в качестве активирующих добавок при косолидации диборидов и карбидов переходных металлов. В работе изучаем физико-технические свойства оксидных и нитридных порошков, проводили их механическую активацию, методом горячего прессования изготавливали керамические образцы, изготавливали микрошлифы спеченных образцов для наноиндентирования, исследовали физико-механические свойства, фазовый состав и микроструктуру керамики.
Были определены плотность спечённых образцов, измерены модуль упругости, нанотвердость и предел прочности с использованием методики наноиндентрования, исследованы фазовый состав и микроструктура спеченных образцов.
Разработан уникальный метод получения высокоплотной прочной керамики на основе оксинитрида алюминия, включающий синтез порошка Al-HfB2 путем сжигания нанопорошка Al и последующее горячее прессование в инертной атмосфере. Полученная керамика имела следующие физико-механические свойства: EIT=79769 МПа, HIT=1812 Мпа.
Полученные материалы могут быть применены в технологии функциональной керамики нового поколения.
Показано, что методика наноиндентирования является эффективным средством оценки физико-механических характеристик спеченных керамических материалов, обладающим высокой степенью достоверности результатов.
