Научно-исследовательская группа сотрудников и магистрантов кафедры «Машины и автоматизация сварочного производства» ДГТУ под руководством заведующего кафедрой, к.т.н. Станислава Нескоромного выполнила ряд работ по получению компактных заготовок из синтезированных порошков тугоплавких порошковых материалов – карбидов гафния, тантала, нитрида циркония. Исследования проводятся Институтом структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН) и Донским государственным техническим университетом в соответствии с договором о сотрудничестве в области образования и науки.
– Электроимпульсное прессование-спекание осуществляется путем пропускания импульсного электрического тока через предварительно сжатый электродами-пуансонами порошок. Сжатие осуществляют статически – пневмосистемой. В процессе протекания импульсного тока осуществляется силовое воздействие за счет последовательно включенного в электрическую цепь индукционно-динамического привода, состоящего из индуктора с толкателем, – рассказал руководитель проекта Станислав Нескоромный.
Научно-исследовательские работы рассчитаны на 2 года. В результате первого года проведения исследований разработана и оптимизирована экспериментальная оснастка, позволяющая реализовывать импульсное силовое и термическое воздействие на порошковую композицию. Произведена модернизация магнитно-импульсного оборудования по энергетическим и частотным характеристикам. Осуществлена разработка схемы регистрации температуры применительно к электроимпульсному прессованию-спеканию.
Ученые провели постановочные эксперименты и получили предварительные результаты металлографических исследований, прочностных характеристик образцов.
– Карбиды гафния, тантала, нитриды циркония широко применяются в таких отраслях машиностроения, как двигателестроение, ракетостроение и самолетостроение, а также в энергетике, металлургии, – добавил Станислав Нескоромный.
В процессе исследования для регистрации быстропротекающих процессов было предложено использовать метод двухцветной пирометрии, основанный на регистрации излучения при протекании импульсного тока через порошковую композицию с последующим преобразованием сигнала на цифровом осциллографе.
Регистрация параметров процесса электроимпульсного прессования-спекания (амплитуда тока, длительность протекания, напряжение) осуществлялась бесконтактными датчиками – поясом Роговского с делителем напряжения. Изучение структуры материалов ученые осуществляли с помощью растрового электронного микроскопа в НОЦ «Материалы» ДГТУ.
На второй год выполнения проекта запланировано проведение экспериментального исследования процесса прессования-спекания с варьируемым термосиловым воздействием за счет применения индукционно-динамических систем с разным числом витков спирали Архимеда и, соответственно, изменением величин импульсного тока и магнитного давления.
Исследователи планируют изучить влияние статического (предварительного) компактирования на процессы активации частиц порошковой композиции, а также установить взаимосвязи между величиной излучения и формируемой структурой. Кроме того, ученые исследуют экспериментальные образцы на макро- и микроуровнях.
Научные исследования по теме «Экспериментальные исследования процесса электроимпульсного прессования-спекания тугоплавких порошковых композиций» реализуются в рамках хоздоговорной работы между ДГТУ и ИСМАН.
Проект реализуется в рамках гранта РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Помимо руководителя проекта, в состав научно-исследовательской группы вошли сотрудники кафедры «Машины и автоматизация сварочного производства» ДГТУ – профессор, д.т.н. Евгений Стрижаков, магистранты Денис Меркулов и Егор Молоков.