Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 40 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Интенсивно развивающиеся отрасли промышлен- ности, такие как автомобиле-, авиа- и ракетостроение, нуждаются в разработке материалов с высокой удель- ной прочностью. В связи с этим определенные надеж- ды связывают с углеродными нанотрубками (УНТ). Эта аллотропная модификация углерода с бездефектной структурой и размерами, лежащими в нанометровой области, обеспечивает модуль упругости на уровне 3 ТПа и предел прочности ~ 150 ГПа [1]. Такой комплекс механических свойств в совокупности с плотностью около 2 г/см 3 позволяет рассматривать углеродные на- нотрубки как перспективный упрочняющий компонент в композиционных материалах с полимерной, керами- ческой и металлической матрицей [2]. Алюминиевые сплавы представляют собой рас- пространенный класс конструкционных материалов. Актуальной практической задачей является повы- шение комплекса механических свойств материалов этого типа. При выполнении работы была поставле- на задача, связанная с изучением возможности по- вышения механических свойств алюминия углерод- ными нанотрубками. Одним из важнейших условий создания качественных, наполненных углеродными нанотрубками композиционных материалов является равномерное распределение упрочняющей фазы. Экс- ____________________ * Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы. УДК 621.763 АЛЮМИНИЕВЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ С НАНОДИСПЕРСНОЙ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ФАЗОЙ, СФОРМИРОВАННЫЙ АККУМУЛИРОВАННОЙ ПРОКАТКОЙ* А.Ю. ОГНЕВ, аспирант, И.С. ЛАПТЕВ, магистрант, В.В. БАЗАРКИНА, магистрант, И.А. БАТАЕВ, канд. техн. наук, доцент, В.А. БАТАЕВ, доктор техн. наук, профессор ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 20 июня 2011 г. Лаптев И.С. – 630092, Новосибирск, пр.К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: ilya_laptev_nstu@mail.ru Аккумулированная прокатка с последующим спеканием была применена для изготовления композиционного алю- миниевого материала с многослойными углеродными нанотрубками в качестве упрочняющей фазы. Зафиксировано увеличение предела прочности по сравнению с чистым алюминием, обработанным по идентичной технологии. Опти- мальная доля углеродных нанотрубок составляет 0,01…0,1 % (масс.). Наблюдается нарушение сплошности композици- онного материала при добавлении 0,5 и 1 % углеродных нанотрубок. Ключевые слова: алюминий, углеродные нанотрубки, металлический композиционный материал. периментальные данные свидетельствуют о том, что предел прочности алюминиевых композиционных материалов, содержащих крупные конгломераты на- ночастиц углерода, находится на уровне чистого алю- миния [3, 4]. Эффективным и относительно простым методом введения нанотрубок является механическое смешивание в шаровых планетарных мельницах [1]. Важной технологической операцией, связанной с получением изделий из порошков, является компакти- рование материала. На практике используется множе- ство способов компактирования порошковых смесей: одноосное и изостатическое прессование, холодная и горячая экструзия, аккумулированная прокатка, ис- кровое плазменное спекание и др. Аккумулированная прокатка обеспечивает высокие степени деформации материала с образованием прочных связей между за- готовками [5]. В данной работе был использован ме- тод аккумулированной прокатки пластин алюминия, содержащих в своем объеме многослойные углерод- ные нанотрубки, с последующим спеканием получен- ного композиционного материала в вакууме. Целью данной работы являлось изучение струк- туры и механических свойств алюминиевых ком- позиционных материалов с различным массовым содержанием УНТ (0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 0,5 и 1), а