Hydrogen and its effect on the grinding of Ti-Ni powder

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 3 2021 101 MATERIAL SCIENCE обусловленному образованием хрупких гид - ридов на основных плоскостях скольжения и двойникования [4]. С дугой стороны , в [5] об - наружено увеличение пластичности титановых сплавов – эффект водородного пластифицирова - ния , а в [6] показано , что наличие водорода в ре - шетке позволяет изменять температуры фазовых превращений . Известно , что пластичные материалы спо - собны деформироваться без нарушения сплош - ности и образования трещин [7], одним из пред - ставителей которых является никелид титана , обладающий рядом уникальных свойств [8] и на - шедший широкое применение в промышленно - сти . Часто изделия из никелида титана получают методами порошковой металлургии . Для полу - чения высоких физико - механических свойств в этой технологии необходимо использовать мел - кодисперсные порошки [9]. Существуют разные методы получения мелкодисперсных порошков , такие как физико - химический ( метод восстанов - ления , электролитический метод , карбонильный метод ) и механический ( получение порошка из расплава металлов , измельчение в твердом со - стоянии : шаровые , вихревые , планетарно - ша - ровые мельницы и вибромельницы ). Одним из способов измельчения является высокоинтен - сивная механическая обработка порошка в пла - нетарно - шаровой мельнице . Однако при том что этот метод относительно недорогой , быстрый и простой в реализации , в результате измельчения возможно загрязнение , окисление порошка и агрегация частиц и др . [10]. Известно , что гидри - ды металлов , как правило , являются хрупкими веществами [11, 12], что может препятствовать процессу агрегации мелких частиц в процессе измельчения при высокоинтенсивной обработ - ке . Поэтому предварительное гидрирование по - рошка может не только обеспечивать более ин - тенсивное измельчение порошков , но процесс гидрирования - дегидрирования порошка может также обусловить проявление эффекта само - измельчения вследствие расширения – сжатия решетки [13]. Более того , спекание гидрирован - ных порошков согласно [14–16] приводит к вы - делению водорода , способствующего очищению порошка от примесей , таких как кислород , угле - род , хлор , в то время как при нагреве порошков после размола в мельнице загрязнения остаются в материале . Это подтверждается в [17, 18], где представлен положительный эффект от водоро - да в процессе спекания с высвобождающимся водородом . Целью настоящей работы является изучение влияния водорода на измельчение порошка ни - келида титана . Основные задачи настоящей работы , следу - ющие : 1) изучить морфологию частиц и их размер методом сканирующей электронной микроско - пией до и после механической обработки исход - ного и гидрированных порошков ; 2) изучить из - менение фазового состава и параметров тонкой кристаллической структуры методами рентгено - структурного и рентгенофазового анализа после механической обработки исходного и гидриро - ванных порошков . Материалы и методы исследований Изучен промышленный порошок никелида титана марки ПН 55 Т 45 производства фирмы « Полема ». Порошок обрабатывали в планетар - ной шаровой мельнице АГО -2 ( Россия ) в воз - душной среде при комнатной температуре и ат - мосферном давлении , диаметр стальных шаров составлял 0,7 см , соотношение порошка к шарам составило 1:5, скорость вращения планетарного диска 1820 об / мин , что обеспечивает ускорение 60g. Время механической обработки составляло 100 с . Гидрирование до механической обработ - ки проводили электрохимическим методом в специальной ячейке . Электролитом служил 20 %- й водный раствор хлорида натрия (NaCl) и поверхностно - активного вещества декстрина (C6H10O5)n в концентрации 1,5 г / л комнатной температуры [19]. Плотность катодного тока со - ставляла 55 мА / см 2, напряжение в ячейке со - ставляло 4,0 В . В качестве анода использована графитовая пластина , а порошок , лежащий на чашке из нержавеющей стали , играл роль ка - тода [20]. Время гидрирования составляло 90 и 180 мин . Морфология и средний размер частиц по - рошков оценивался по СЭМ - изображениям , по - лученным с помощью сканирующего электрон - ного микроскопа ( СЭМ ) при использовании микроскопа TESCAN VEGA3 SBH. Форма ча - стиц оценивалась по методу , предложенному