Особливості формування поруватої структури стопів Zr–Ti–Nb під час їх синтезу із сумішей гідрованих порошків

Д. В. Оришич, О. М. Івасишин, П. Є. Марковський, Д. Г. Саввакін, О. О. Стасюк, В. І. Бондарчук

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 21.07.2020. Завантажити: PDF

Досліджено об’ємні ефекти та мікроструктурну еволюцію гетерогенних порошкових сумішей на різних стадіях синтезу стопів системи Zr–Ti–Nb. Встановлено фактори, які визначають трансформацію системи пор під час спікання порошкових сумішей. Наводнені і ненаводнені порошки складають дві підсистеми, які характеризуються різними об’ємними ефектами під час нагрівання (зменшення об’єму наводнених частинок у випадку десорбції з них Гідроґену та термічне розширення ненаводнених частинок Ніобію). Різниця об’ємних ефектів у разі недостатньої сили зчеплення між частинками, особливо ZrH$_2$, викликає появу пустот у спресованій порошковій системі, а ефект Френкеля з розвитком хемічної гомогенізації вносить додатковий вклад у збільшення поруватості. Зменшити кінцеву поруватість можливо завдяки використанню у сумішах лише наводнених порошків (гідридів титану і цирконію та наводнених ліґатур Zr–Nb та Ti–Nb), що забезпечує подібні об’ємні ефекти під час десорбції Гідроґену з усіх компонентів системи та зменшує ефект Френкеля.

Ключові слова: наводнені порошки, об’ємні ефекти, мікроструктура, спікання, поруватість.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i12/1681.html

PACS: 61.43.Gt, 61.66.Dk, 61.72.Ff, 62.20.-x, 66.30.-h, 81.05.Bx, 81.05.Rm, 81.20.Ev


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. M. Niinomi, Metall. Mater. Trans. A, 33: 477 (2002). Crossref
  2. M. Niinomi, M. Nakai, and J. Hieda, Acta Biomaterialia, 8: 3888 (2012). Crossref
  3. M. Takahashi, E. Kobayashi, H. Doi, T. Yoneyama, and H. Hamanaka, J. Jpn. Inst. Met., 64: 1120 (2000). Crossref
  4. І. О. Скиба, О. М. Івасишин, О. П. Карасевська, П. Є. Марковський, Біосумісний сплав із низьким модулем пружності на основі системи цирконій–титан, патент України № 102455 (Опубліковано 10 липня 2013 р.).
  5. H. C. Hsu, S. C. Wu, Y. C. Sung, and W. F. So, J. Alloys Compd., 488: 279 (2009). Crossref
  6. G. J. Yang and T. Zhang, J. Alloys Compd., 392: 291 (2005). Crossref
  7. О. М. Ивасишин, А. А. Попов, О. П. Карасевская, П. Е. Марковский, Б. Н. Мордюк, И. А. Скиба, А. Г. Илларионов, Металлофиз. новейшие технол., 33, № 5: 675 (2011).
  8. С. В. Гриб, А. Г. Илларионов, А. А. Попов, О. М. Ивасишин, Физ. мет. металловед., 115, № 6: 638 (2014). Crossref
  9. A. N. Timoshevskii, S. Yablonovskyy, and O. M. Ivasishin, Functional Materials, 19, No. 2: 266 (2012).
  10. A. Bandyopadhyay, F. Espana, V. K. Balla, S. Bose, Y. Ohgami, and N. M. Davies, Acta Biomaterialia, 6, No. 4: 1640 (2010). Crossref
  11. J. P. Li, P. Habibovic, C. E. Wilson, J. R. de Wijn, C. A. van Blitterswijk, and K. de Groot, Biomaterials, 28, No. 18: 2810 (2007). Crossref
  12. Д. В. Оришич, Д. Г. Саввакін, О. О. Стасюк, Б. Я. Меламед, Металофіз. новітні технол., 41, № 2: 213 (2019). Crossref
  13. О. М. Івасишин, Д. Г. Саввакін, Фізико-хімічна механіка матеріалів, 51, № 4: 27 (2015).
  14. O. М. Ivasishin, D. G. Savvakin, V. S. Moxson, V. A. Duz, and C. Lavender, Proc. of 11th World Conf. on Titanium (June 3-7, 2007) (Kyoto: Japan Institute of Metals: 2007), vol. 1, p. 757.
  15. O. M. Ivasishin and D. G. Savvakin, Key Engineering Materials, 436: 113 (2010). Crossref
  16. F. H. Froes and D. Eylon, Inter. Mater. Rev., 35, No. 3: 162 (1990). Crossref
  17. Dmytro Savvakin, Orest Ivasishin, Denys Oryshych, Oleksandr Stasiuk, and Li Yuanyuan, 14th World Conf. on Titanium (June 10–14, 2019) (Nantes, France: 2019).
  18. Д. Г. Саввакин, Н. М. Гуменяк, Металлофиз. новейшие технол., 35, № 3: 349 (2013).
  19. Д. Г. Саввакін, М. М. Гуменяк, М. В. Матвійчук, О. Г. Моляр, Фізико-хімічна механіка матеріалів, 47, № 5: 72 (2011).
  20. M. P. Puls, San-Qiang Shi, and J. Rabier, J. Nuclear Materials, 336, No. 1: 73 (2005). Crossref
  21. М. А. Филянд, Е. И. Семенова, Свойства редких элементов. Справочник (Москва: Металлургия: 1964).
  22. P. R. V. Evans, J. Less-Common Metals, 4: No. 1: 78 (1962). Crossref
  23. О. М. Івасишин, О. П. Карасевська, Д. Г. Саввакін, М. М. Гуменяк, Я. І. Мельник, О. О. Стасюк, Металлофиз. новейшие технол., 38, № 11: 1527 (2016). Crossref
  24. DICTRA TM Database, www.dictra.com