Obrabotka Metallov 2010 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (49) 2010 39 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ при температуре 550 °С. В процессе компактирования по описанным режимам формировались пластины из композиционного материала толщиной 1,1…1,2 мм. Структурные исследования выполняли с приме- нением металлографического микроскопа AxioOb- server. A1m и рентгеновского дифрактометра ARL X`TRA. Для проведения прочностных испытаний использовали установку Instron модели 3369. Габа- риты образцов составляли 60 x 15 x 1 мм. Характер разрушения исследовали на растровом электронном микроскопе Carl Zeiss 1540 CrossBeam. Структура спеченного алюминия, содержащего углеродные наночастицы, после химического травле- ния представлена на рис. 2. Отчетливо наблюдаются микрообъемы алюминия, вытянутые в направлении прокатки. Анализ результатов рентгеноструктурных исследований свидетельствует о том, что после спе- кания в медной оболочке на поверхности скомпакти- рованных посредством прокатки заготовок образуют- ся оксиды типа Cu 2 O (рис. 3). Эта фаза наблюдается в поверхностных слоях глубиной до 150 мкм. Появле- ние новой структуры в алюминии вызвано диффузи- ей меди из оболочки при спекании. После спекания отмеченный слой механически удалялся. Рис. 3. Рентгенограмма, соответствующая композиту «Al – МУНТ» Результаты механических испытаний представ- лены на рис. 4. Анализ экспериментальных данных, полученных по порошковой технологии материалов, свидетельствует о том, что увеличение содержания наночастиц углерода приводит к снижению предела прочности. Рис. 4. Зависимость предела прочности компози- ционного материала на основе алюминия от весового содержания многослойных углеродных нанотрубок Падение прочности, происходящее уже при кон- центрации нанотрубок 0,5 %, можно объяснить на- личием дефектов, связанных с расслоением компо- зиционного материала. Анализ поверхности излома свидетельствует о разрушении композиционного материала по межфазным границам. Расслоение на- Рис. 1. Углеродные нанотрубки, полученные методом химического осаждения из газовой фазы Рис. 2. Металлографическое изображение поперечного шлифа алюминиевого композиционного материала, содержащего 0,5 % (вес.) углеродных нанотрубок