Аспирантка ИФПМ СО РАН.
634055, Томск, пр. Академический, 2/4; 32000, Израиль, Хайфа, Технион-Сити
Ph.D. student ISPMS SB RAS.
634055, Tomsk, Akademicheskii pr., 2/4; Technion-City, Haifa 32000
Доктор физико-математических наук, член-корреспондент СО РАН, директор ИФПМ СО РАН.
Dr. Sci. (Phys.-Math.), corr. member of SB RAS, prof., director of ISPMS SB RAS.
Tomsk
Кандидат физико-математических наук, профессор.
2161002, Кармиель
Ph.D (Phys.-Math. Sci.), prof.
Karmiel 2161002
Доктор технических наук, заведующий лабораторией ИФПМ СО РАН.
Томск
Lerner M.I. — Dr. Sci. (Tech.), head of laboratory, ISPMS SB RAS.
Tomsk
Кандидат химических наук, старший научный сотрудник ИФПМ СО РАН.
Томск
Lozhkomoev A.S. — Cand. Sci. (Chem.), senior researcher, ISPMS SB.
Tomsk
Кандидат физико-математических наук, профессор, Технион.
Gutmanas E.Y. — Ph.D (Phys.-Math. Sci.), prof.
Haifa 32000
Изложены результаты получения плотных нанокомпозитов Fe—Ag и Fe—Cu из смесей порошков, консолидированных холодным спеканием в поле высоких давлений, а также из наноразмерных порошков серебра (Ag), железа (Fe) и меди (Cu). Приведены результаты механических испытаний нанокомпозитов Fe—Ag и Fe—Cu. Нанокомпозитные порошки были получены помолом микронного порошка карбонильного железа (Fe) и порошка наноразмерного оксида серебра (Ag2O), а также нанопорошков железа и оксида меди (CU2O) в высокоэнергетическом аттриторе. Микроструктура изучалась с помощью сканирующего электронного микроскопа высокого разрешения. Компакты с плотностью около 70 % от теоретической отжигались в атмосфере водорода для восстановления оксида серебра и оксида меди до металлов и удаления оксидных пленок с поверхности частиц порошка железа. За этим следовало холодное спекание — консолидация в поле высоких давлений при комнатной температуре. Получены данные по зависимости плотности образцов от давления в диапазоне 0,25—3,0 ГПа. Для всех нанокомпозитов при давлении 3,0 ГПа достигнуты плотности более 95 % от теоретической, а для порошков Ag и Cu получена плотность около 100 %. На всех составах получены высокие механические свойства в опытах на трехопорный изгиб и на сжатие. Установлено, что механические свойства нанокомпозитов заметно выше, чем у композитов, полученных из микронных порошков. В нанокомпозитах Fe—Ag и Fe—Cu наблюдалась более высокая пластичность по сравнению с образцами, полученными из наноструктурного Fe.
The paper states the results of obtaining Fe—Ag and Fe—Cu dense nanocomposites from composite powders consolidated by cold sintering in the high pressure gradient, as well as from nanosize powders of silver (Ag), iron (Fe) and copper (Cu). The results of mechanical tests conducted on Fe—Ag and Fe—Cu nanocomposites are provided. Nanocomposite powders were obtained by high energy attrition milling of carbonyl iron (Fe) micron scale powder and nanosize silver oxide powder (Ag2O), as well as iron and cuprous oxide (Cu2O) nanopowders. High resolution scanning electron microscopy was used to study the microstructure. Compacts featuring approximately 70 % of full density were annealed in hydrogen atmosphere to reduce silver and cuprous oxides to metals and to remove oxide layers from the surface of iron powder particles. This was followed by cold sintering — consolidation under high pressure at a room temperature. The data on specimen density dependence on pressure in the range of 0,25 —3,0 GPa were obtained. Densities were above 95 % of the full density for all nanocomposites, and close to 100 % of the full density under 3,0 GPa for Ag and Cu powders. High mechanical properties in three-point bending and compression were observed for all nanocomposites. It was found that mechanical properties of nanocomposites are substantially higher as compared with composites obtained from micron scale powders. Higher ductility was observed in Fe—Ag and Fe—Cu nanocomposites as compared with specimens obtained from nanostructured Fe.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.