Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор литературы
1.1. Общая характеристика пористых изделий 7
1.1.1 Области применения пористых материалов 7
1.1.2 Получение пористых материалов литьем 10
1.1.3 Получение порометаллов методом электролитического осаждения 13
1.1.4 Получение высокопористых металлов методом плазменного напыления 13
1.1.5 Получение пористых материалов методами порошковой металлургии 13
1.1.5.1 Подготовка шихтовых материалов 14
1.1.5.2 Формование пористых изделий 20
1Л .5.3 Спекание пористых изделий 22
1.1.6 Получение пористого алюминия 25
1.1.6.1 Получение пористого алюминия вспениванием 25
1.1.6.2 Получение пористого алюминия методами порошковой металлургии 34
1.2. Новые современные направления получения пористых материалов...52
1.3. Методы удаления оксидной оболочки порошка алюминия 64
2. Получение пористого спечённого алюминия методом предварительного прессования заготовок
2.1. Выбор и характеристика исходных материалов 68
2.2. Прессование порошка алюминия (ПА-4) и порошковых смесей алюминия с оксидом алюминия 69
2.3. Спекание прессовок из порошка алюминия (ПА-4) и порошковых смесей алюминия с оксидом алюминия 71
2.4. Прочность пористых спеченных материалов 73
2.5. Размер пор и коэффициенты проницаемости пористых спеченных материалов 74
2.6. Коэффициент теплопроводности пористых спеченных материалов 75
2.7. Выводы 77
3. Получение пористого спечённого алюминия с использованием флюса и силумина
3.1. Выбор и характеристика исходных материалов 78
3.2. Кинетика спекания и роль силумина 80
3.2.1. Пористость, прочность, на ударопоглощение в зависимости от составов и размера частиц 80
3.2.2 Влияние пористости на коэффициент ударопоглощения 83
3.2.3. Результаты микроструктурного и рентгенофазового методов анализа 84
3.3. Роль флюса и модельные эксперименты 87
3.4. Модель процесса спекания 92
3.5. Недостатки данного метода 93
3.6. Выводы 94
4. Изучение перколяционнои модели
4.1 Корреляция пористости и прочности на основании перколяционнои модели 95
4.2 Выводы 98
5. Рекомендуемые области применения пористого алюминия 99
Общие выводы 100
Список использованных источников
- Получение пористых материалов литьем
- Прессование порошка алюминия (ПА-4) и порошковых смесей алюминия с оксидом алюминия
- Пористость, прочность, на ударопоглощение в зависимости от составов и размера частиц
- Корреляция пористости и прочности на основании перколяционнои модели
Введение к работе
Определенные трудности в использовании алюминиевых порошков возникают в связи с их пожаро- и взрывоопасностью. Физико-химические свойства, определяющие процесс спекания, у алюминия менее благоприятны, чем у железа и меди, из-за наличия на алюминиевых порошках прочной оксидной пленки, препятствующей спеканию частиц.
Алюминиевые порошки применяются в металлургической промышленности: в алюминотермии, в качестве легирующих добавок, для изготовления полуфабрикатов путём прессования и спекания. Этим методом получают очень прочные детали (шестерни, втулки и др.). Алюминиевые порошки используются в химии для получения соединений алюминия и в качестве катализатора (например, при производстве этилена и ацетона). Учитывая высокую реакционную способность алюминия, особенно в виде порошка, его используют во взрывчатых веществах и твёрдом топливе для ракет, используя его свойство быстро воспламеняться.
Одновременно материалы из алюминиевых порошков по ряду свойств превосходят материалы из железных порошков: они в 3 раза легче, достигаемая плотность алюминиевых порошковых материалов выше, чем стальных при меньшем (в 2,5раза) усилии прессования. Алюминиевые порошковые детали обладают большей удельной прочностью, чем детали из стального порошка, благодаря более низкой плотности [1].
Современные отрасли промышленности, такие как авиастроение, космическая техника, приборостроение нуждаются в создании материалов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками, в том числе износостойкостью, размерной стабильностью в сочетании с низкой плотностью и коэффициентом термического расширения, близким к стали. Наиболее перспективными в этом направлении являются порошковые алюминиевые дисперсно-упрочненные композиционные материалы, получаемые методами порошковой металлургии. По механическим характеристикам спеченный алюминий соответствует уровню спеченного железа (до 350 МПа), а по ряду других свойств даже превосходит его. Одним из преимуществ порошковых
изделий из алюминия является энергосберегающая технология их получения: для прессования изделий из порошка алюминия с тем же уровнем остаточной пористости требуется существенно меньшее усилие, чем для прессования железного порошка, а температура спекания алюминия намного ниже температуры спекания железа. Благодаря легкости детали из алюминия обладают малой инерционностью, и при замене ими деталей из железа уменьшается вибрация, шум, износ и потребляемая мощность, особенно в механизмах с возвратно-поступательным движением. Изделия из спеченного алюминия обладают высокой коррозионной стойкостью и в отличие от железа не требуют защитных покрытий. В ряде случаев алюминиевые порошки могут заменять порошки дефицитных металлов, например, в производстве пористых подшипников, электро- и теплопроводников, электроконтактных материалов. Методом порошковой металлургии на основе алюминия можно получать материалы с особыми свойствами, например немагнитные, для защиты от нейтронного потока, высокопористые для изготовления носителей катализаторов, анодов электролитических конденсаторов, фильтров тонкой очистки газов и жидкостей и т. д. Так как спеченный алюминий превосходно обрабатывается, механическая обработка заготовок, если в ней возникает необходимость, оказывается более производительной, а износ инструмента меньше, чем при обработке проката. Несмотря на указанные положительные качества порошковых алюминиевых деталей, объем их мирового производства невелик — порядка 1500 т в год [2]. Для целей порошковой металлургии расходуется всего около 1 % алюминиевого порошка, производимого в развитых капиталистических странах. Основными поставщиками готовых смесей, содержащих необходимые легирующие элементы и смазку, являются компании «Alcoa» в США, «Alcan» в Канаде, «Eckart» в Европе и «Showa-Denko» в Японии [3].
Сегодня порошковые алюминиевые детали широко используются в оргтехнике и автомобильной промышленности [4]. Сюда относятся приводы ременных передач, ступицы, заглушки, втулки, шестерни масляных насосов и другие детали.
Получение пористых материалов литьем
Высокопористые материалы, изготавливаемые методами порошковой
металлургии, широко используются в качестве фильтров для очистки от загрязнений воздуха, агрессивных газов и жидкостей, масел и жидких топлив, расплавов металлов, улавливания ценных продуктов производства, для работы в качестве диспергаторов, демпферов, пламегасящих элементов, материалов для пористого охлаждения и других целей.
В зависимости от назначения их изготавливают методом спекания из порошков металлов или сплавов, металлических волокон, сеток разнообразного состава — из железа, меди, бронзы, никеля, нержавеющих сталей, нихрома, титана, хромоникелевых, никель-молибденовых, никельхромомолибденовых сплавов, из тугоплавких соединений различного состава.
В отличие от сетчатых, керамических, стеклянных, тканевых, фетровых, картонных и других материалов, пористые материалы, спеченные из порошков или волокон, более прочны, выдерживают резкие теплосмены и высокие температуры (в отдельных случаях при применении тугоплавких соединений до 2000 С). В процессе эксплуатации они, как правило, не загрязняют фильтруемую среду.
Для изготовления пористых материалов фильтрового назначения применяются сферические и несферические порошки металлов или сплавов и металлические волокна (тонкая проволока). Порошки со сферической формой частиц изготавливают методом распыления расплавленного металла. Применение сферических порошков обеспечивает наиболее высокие показатели по проницаемости пористых перегородок. Применение несферических порошков с развитой поверхностью обеспечивает более высокую тонкость очистки и более высокую механическую прочность тела фильтров. Наиболее высокую пластичность, прочность и наиболее высокие значения пористости обеспечивает использование волокон.
Основные операции изготовления пористый материалов — подготовка шихты, формование будущего изделия и спекание. Обычно
первой операцией подготовки исходного сырья является отжиг порошков или волокон в восстановительных средах (водород, конвертированный газ, эндогаз, вакуум) для удаления оксидов или других загрязнений. Однако эта операция не во всех случаях обязательна, так как высокая пористость изготавливаемых материалов обеспечивает протекание восстановительных реакций непосредственно при спекании в результате легкого проникновения восстановительных газов сквозь изделия.
Для обеспечения равномерной пористости во всех частях изделий важное значение имеет однородность фракционного состава применяемого порошка. Поэтому исходные порошки обычно подвергают рассеву на фракции, отбирая для изготовления изделий ту фракцию, которая обеспечивает получение заданного размера пор и, следовательно, необходимой проницаемости фильтра и его очистительной способности.
Представление о зависимости проницаемости от размера частиц порошка, из которого изготовлен фильтр, дает рис 1. Эти данные получены на втулках из бронзового сферического порошка, спрессованных под давлением 294 МПа и спеченных [14].
Влияние фракционного состава бронзового сферического порошка на проницаемость фильтра (втулка d = 40 мм; Ьст = 3 мм; h— 100 мм). На рис 2 показаны аналогичные данные зависимости тонкости фильтрации от фракционного состава порошка.
Для обеспечения особенно тонкой очистки газа от твердых или жидких частиц при высокой степени проницаемости (например, фильтров для очистки табачного дыма) в тонкие порошки железа (менее 63 мкм) добавляют в качестве порообразователя двууглекислый аммоний. Порошок подвергают прокатке с последующим дроблением полосы. Полученные гранулы рассеивают на фракции и затем из нужной фракции прессуют заготовки фильтров и подвергают спеканию.
В операцию подготовки шихты входит также введение разрыхлителей для образования повышенной пористости (парафин, двууглекислый аммоний, медь, хлорное железо, FeCCb 6Н2О, 10 %-ный раствор поливинилового спирта), которые, выгорая, разлагаясь или восстанавливаясь при спекании, образуют дополнительную сквозную пористость внутри гранул или между ними.
Для получения пористого вольфрама в смесь добавляют 2—15 % порошков фторидов лантана или иттрия, в тугоплавкие металлы вводят также порошок бромистого калия [15]. При введении двууглекислого аммония в количестве до 70 об. % возможно получение изделий с пористостью 70—80 %. В титане в качестве наполнителя применяют спиртоглицериновую смесь (60 : 40).
Для получения спеченных металлических фильтров приготавливали шихты из порообразователя, раствора, органической связи и металлического порошка, с дальнейшим формованием полученной шихты и спеканием [16]. С целью обеспечения высокой задерживающей способности и газопроницаемости фильтров в процессе курения, приготовление шихты осуществляют путем нанесения на частицы порообразователя дисперсностью 250—600 мкм слоя раствора органической связки в улетучивающемся растворителе, сушки обработанных частиц на воздухе и смешивания их с металлического порошком дисперсностью 10—80 мкм. В качестве порообразователя используют порошок двууглекислого аммония; в качестве металлического порошка — порошок Fe; в качестве раствора органической связки в улетучивающемся растворителе — 2,5%-ный раствор глицерина в спирте.
В качестве порообразователя чаще всего используют NaCl. Его применяют для получения пористых материалов из порошков Си, РЬ, Мп, Со, Fe и Ni и их смесей. Крупность NaCl 42—100 мкм. Спекание проводят, в зависимости от вида порошка Me и наполнителя, при 300—1200 С и вакууме 10" -10" бар. Порошки Me и наполнителя смешивают всухую при весовом соотношении от 1:1,15 до 1:5. При спекании поддерживается необходимый вакуум, значение которого выбирают в зависимости от температуры, обеспечивающей испарение соли и спекание металлических каркаса. После спекания электродные материалы подвергают дополнительной обработке, например пропитке в электролитах. Перед пропиткой спеченные заготовки механически уплотняют. Для получения пористых Ni-электродов спеченный Ni подвергают гальванической пропитке (осаждению в порах гидроокиси Ni), нейтрализуют и активируют. Приведены 3 примера получения электродов из пористого Ni и Fe [17J.
Одним из видов порообразователя является смоли. Смола -разновидность порообразователя.
Прессование порошка алюминия (ПА-4) и порошковых смесей алюминия с оксидом алюминия
Вспениванию подвергают и литые сплавы. Так для обеспечения звукопоглощения литых пенометаллов с закрытой пористостью системы А1—SiC в интервале частот звука 100-2000 Гц в качестве исходного материала использовали литой композит АЛ4 (10 % по массе SiC), а в качестве порообразующего агента — порошок гидрида титана (ТіНг), температура активного разложения которого 560С[85]. Для получения пеноматериала слитки композита массой 1,5 кг помещали в графитовый тигель и плавили в индукционной печи, гидрид титана вводили в расплав методом механического замешивания; вспенивание осуществляли непосредственно в тигле, выдерживая расплав с замешенным в нем порофором в течение 1,5—5,0 мин. Варьируя параметры технологии (дисперсность и количество порофора, температуру и время вспенивания расплава и др.), получали пеноматериалы с закрытой пористостью, отличающиеся плотностью и структурой порового пространства.
Исследуемые пено-материалы с плотностью менее 0,6 г/см обладают хорошими звукопоглощающими свойствами (коэффициент звукопоглощения а 0,3) в интервале частот звука 1000—1250 Гц.
В работе [86] исследовали влияние добавки армирующего компонента на деградацию структуры порового пространства при вспенивании порошковых пеноматериалов. Работу проводили на образцах пенометалла на основе алюминиевых сплавов. Образцы готовили из алюминиевого сплава 01204 (система А1—Mg) и нестандартного сплава системы А1— Si с использованием приемов порошковой металлургии. В качестве порообразующего вещества (порофора) в сплавы вводили гидрид титана [1—4 % (мае.)]. В качестве армирующего компонента добавляли 5—15 % (мае.) SiC.
Образцы размером 30+50x30+50 мм, изготовленные из катаных полос толщиной 2,5—2,7 мм, вспенивали в предварительно нагретой печи сопротивления. Температуру вспенивания оценивали непосредственно на образцах с помощью хромель-алюмелевой термопары.
Для оценки стабильности структуры порового пространства определяли темп изменения объемной доли пор исследуемых сплавов разного состава по мере роста температуры вспенивания [87].
Добавка армирующего компонент: [5—15 % (мае.) SiC] резко повышает стабильность структуры порового пространства алюмопеноматериала. Стабильность увеличивается с ростом содержания армирующего компонента в исследованном интервале. Механизм стабилизации структуры порового пространства алюмопеноматериала при вспенивании связан с ослаблением интенсивное стекания расплава из-за повышения вязкости системы при введении армирующего компонента.
Порошковая металлургия при создании высокопористых материалов в первую очередь позволяет избавиться от основных недостатков литейной технологии: неравномерности распределения порообразователя в объеме матрицы и сложности (а иногда и невозможности) получения пористых тугоплавких материалов из-за их высоких температур плавления.
При использовании формования и спекания (последовательно или одновременно) оказалось возможным получать пористые изделия из волокон или сеток прессованием, прокаткой или экструзией. Прессование волокновых материалов в двух перпендикулярных направлениях существенно повышает прочность изделий по сравнению с односторонним прессованием. Прокатка позволяет формировать одно- или многослойные изделия в виде листа с контролируемой пористостью. Спекание проводят по режимам, аналогичным режимам спекания порошков того же состава. При этом, как и в случае порошковых материалов, для интенсификации производства можно использовать спекание с жидкой фазой, что существенно повышает прочность, при том, что пористость остается достаточно высокой. Например, при добавлении 10 % масс, меди к железным и стальным волокнам временное сопротивление разрыву увеличивается в 3 раза. В волокновые материалы кроме добавок, образующих жидкую фазу, можно вводить порошковые присадки, также увеличивающие прочность, не уменьшая пористости и проницаемости [88].
Значительная пластическая деформация спеченных пористых волокновых тел вызывает существенное разрушение контактов в материале и снижение его прочности. Поэтому после обработки давлением при комнатной температуре, сопровождающейся ощутимой пластической деформацией, пористые волокновые материалы необходимо подвергать повторному спеканию, удлиняющему технологическую цепочку.
Для получения пористых слоистых и каркасных композиций из волокон и порошков использовали волокна нержавеющей стали марки Х18Н9Т диаметром 30—50 мкм, длиной Змм и порошок нержавеющей стали марки Х18Н15 дисперсностью 40—160мкм. Слоистые листовые заготовки в виде отдельных волокновых и порошковых слоев толщиной 2,5 мм каждый и каркасных листовых заготовок в виде заполненного порошком волокнового каркаса толщиной 5мм изготавливали формованием, спеканием при температуре 1250С в течение 1ч в вакууме и обработкой давлением (от 1,25 до 40 МПа) по схеме свободной осадки. Листовые заготовки формовали на специальной виброустановке путем равномерного и послойного виброрассева волокон и порошков. Пористость материалов составляла от 25 до 90%. Опытные образцы прямоугольной ((1—5) х 5 х 80 мм) и цилиндрической (диаметр 30 мм и высота 1—5 мм) формы получали резкой листовых полуфабрикатов [89].
В настоящее время наиболее распространена схема получения пористых конструкционных материалов и пористых материалов, включающая последовательные прессование и спекание, менее распространены прокатка и спекание и одновременное проведение формования и спекания. Статистическое одно- и двухстороннее прессование обладает высокой производительностью, позволяет получать изделия с высокой точностью размеров, однако формы и размеры заготовок ограничены.
Пористость, прочность, на ударопоглощение в зависимости от составов и размера частиц
На рисунке 19 представлено влияние содержания легкоплавкого силумина и времени спекания на пористость спеченного нефракционируемого порошка алюминия. Ход кривых типичен для спекания в присутствии жидкой фазы. На первой стадий происходит увеличение плотности образца за счет механической перегруппировки частиц алюминия. На второй стадий резкое уменьшение пористости происходит за счет процессов перекристаллизации и последняя стадия идет уже в твердой фазе.
Зависимость пористости образцов от содержания силумина в смеси и времени спекания. 1 - 90%А1+10%силумин+КА1Р4(5%от общей массы); 2 - 80%А1+20%силумин+ KA1F4(5% от общей массы); 3 - 60%А1+40%силумин + KA1F4(5% от общей массы) Полученные результаты свидетельствуют о том, что увеличение содержания силумина и времени спекания приводят к уменьшению пористости.
При этом для содержания силумина (10-20) % в интервале спекания 5-Ю мин пористость остается постоянной. Дальнейшее увеличение времени спекания приводит к резкому уменьшению пористости от 30 до 15% из-за увеличения количества жидкой фазы при спекании. Аналогичный эффект уменьшения пористости с 20 до 10% наблюдается при содержании в смеси 40% силумина при изотермической выдержке более 5мин.
Важным фактором влияния на пористость образца является количество жидкой фазы, образованной флюсом. Так как флюс не только растворяет оксидную пленку, но и защищает алюминий от дальнейшего окисления, необходимо было выбрать такое количество флюса, при котором происходила бы очистка поверхности от окислов, и в тоже время, чтобы его количество было минимальным.
Влияние количества флюса (KA1F4) и силумина на пористость образцов, спеченных при 600С в течение 10 мин. Содержание флюса в смеси: 1 - 5% от общей массы; 2 - 3% от общей массы На рисунке 20 представлено влияние количества флюса и силумина на пористость образцов, спеченных при 600С в течение 10 мин. Видно, что максимальная пористость наблюдается при 3%флюса и составляет 41%. Удалось понизить количество флюса до 3% при сохранении прочности образца. В дальнейшем эксперименты проводили с рассеянным на фракции порошкам алюминия, чтобы исключить стадию перекристаллизации и уменьшить влияние растворения мелких и роста крупных частиц алюминия при спекании. Содержание силумина составляло 10%. После рассева на фракции порошков алюминия смешивали с флюсом (3%KA1F4) и силумином. Размер частиц алюминия, мкм Рис. 21 Зависимость пористости (П, %), коэффициента энергопоглощения (К, %) и прочности при изгибе Оизг, МПа, спеченного образца от
размера частиц исходного порошка алюминия. На рисунке 21 приведена зависимость пористости, коэффициента ударопоглощения и прочности на изгиб спеченного при 600С порошка алюминия с разным размером частиц, из которой следует, что увеличение размера частиц алюминия от 28 до 150 мкм приводит к увеличению пористости с 20 до 40%. В то же время происходит уменьшение прочности на изгиб от 70 до 30 МПа. Коэффициент ударапоглощения также уменьшался с увеличением размера частиц алюминия. Увеличение пористости при увеличении размера частиц алюминия происходит, в основном, за счет уменьшения капиллярных эффектов при постоянно существующей жидкой фазе силумина при спекании. Одновременно увеличение пористости приводит к уменьшению числа металлических контактов между частицами алюминия. Коэффициент ударапоглощения и прочность при изгибе с увеличением размера частиц алюминия монотонно падают, что объясняется уменьшением общего числа контактов; рост коэффициента ударапоглощения с уменьшением пористости можно объяснить уменьшением эффективного размера пор при увеличении дисперсности порошка алюминия.
Корреляция пористости и прочности на основании перколяционнои модели
Оценивали корреляцию пористости и прочности на основании перколяционной модели. Данный метод позволяет провести расчеты прочностных характеристик материалов (бизг, коэффициента ударопоглощения) и такие параметры как теплопроводность или электропроводность на основе данных по пористости материалов. В то же время перколяционная модель позволяет объяснить механизм упрочнения: является ли упрочнение результатом улучшение качества контактов или увеличением их количества.
Проанализируем соответствие технологического процесса теории перколяции, для чего используем типичную перколяционную зависимость для электропроводности и прочности б, например [107]: 6=60[(V-Vcr)/(1-Vcr)f, (7) где бо - прочность или электропроводность беспористого материала, V-объемная концентрация твердой фазы, Vcr - критическая объемная концентрация твердой фазы (для сферообразных частиц ее значение можно принять Vcr =0.157), / - критический индекс (для трехмерной системы /=1.8±0.2).
По уравнению (7) с учетом прочности беспористого алюминия рассчитали значения прочности при разных значениях пористости. Интересно проверить определяется ли прочность материалов их структурой (пористостью). Для этого использовали модель пористых монодисперсных порошковых систем [108].
Увеличение среднего координационного числа Z и уменьшение среднего радиуса пор г при снижении пористости материала по этой модели оценивается по следующим выражениям: V l-П =(l-2/Z)2/[8(l,077-l/Z- Z1J6)(0,5 - h/D)3]; (8) S0 =6(1 -U){1 -Z[h0 /D -d/D(h0 -h)/D]}/D, (9) rs = 2n[(B/Z) 2/ ]/S0, (10) где h - высота сегмента с основанием, равным основанию цилиндрического контакта, (h/D - нормальная деформация), S0 - удельная поверхность, d- средний размер контактов, B=Z при Z 6 и В=6 при Z 6.
Для выявления влияния размеров контактов на структуру материала использовали простую геометрическую модель. Она основана на элементарных ячейках в виде полуправильных многогранников (усеченных октаэдров) и в достаточной степени учитывает особенности структуры беспористых порошковых материалов. Ячейка по этой модели ограничена 8 правильными шестиугольниками и 6 квадратами (имеет 32 ребра и 24 вершины) и в ее вершинах пресекаются Z=4 ребра длиной т. Беспористый материал получается для максимального возможного Z=14 при d=0,566 D. Суммарная площадь контактов одной частицы SK =3,522 D , как и следовало ожидать, превышает площадь сферы.
Выбранными многогранниками полностью заполняется пространство. Среднее число вершин в их гранях равно 5,143. Контактная поверхность одного многогранника (одной частицы) SK =3,32 D 2, что примерно соответствует расчету по выражениям (7), (8).
С учетом конечного состояния, процесс уплотнения порошковых материалов можно качественно описать следующим образом. Исходную случайную упаковку сферообразных частиц (Z=7,3) представим как смесь простой кубической (Z=6) и октаэдрической (Z=8) упаковок. Октаэдрическая упаковка образуется из простой кубической смещением нечетных слоев упаковки (образуют в среднем плоские квадратные сетки, в узлах которых располагаются частицы). Смещение идет так, чтобы каждая частица нечетного слоя попала в углубление между четырех смежных частиц нижнего четного слоя и четырех смежных частиц верхнего четного слоя. При этом частицы в каждом слое раздвигаются и перестают контактировать между собой в плоскости, также не контактируют между собой и четные или нечетные слои.
Далее уплотнение идет за счет увеличения Z и площади межчастичных контактов. В результате образуются частицы, ограниченные в среднем 8 крупными (шестиугольными) контактами за счет уплотнения (увеличения размеров межчастичных контактов) как в четных, так и в нечетных слоях и 6 мелкими (четырехгранными), которые образуются во вторую очередь за счет восстановления контактов в слоях (4 контакта на частицу) и образования межслоевых контактов (2 контакта на частицу между четными или нечетными слоями, то есть как бы через раздвинутый слой). Вторичные контакты начинают образовываться, как будет показано ниже, когда диаметр первичных контактов достигает в среднем значения приблизительно 0.5D.
Объем элементарной ячейки определится из объема правильного октаэдра с ребром L=2,84m (V0KT =20,5L3/6) за вычетом шести правильных пирамид со стороной квадратного основания т Vd =(32/3-2 5)т3=9,2525 т3. (14)
Также определялись пористость, усадка, максимальный и средний радиус пор материала, прочность на изгиб, ударная прочность, максимальный и средний радиус пор.
Таким образом, увеличение пористости возможно только за счёт структурных факторов (снижение среднего координационного числа в системе, ввод порообразователя или волокнистых частиц), а увеличение прочности образцов может происходить как за счёт увеличения количества контактов (среднего координационного числа) при снижении пористости, так и за счёт возрастания качества контактов при дальнейшем отжиге. Влияние окисления межчастичных контактов на их качество (прочность) в данном случае не проявляется, так как рентгенофазовый анализ показал отсутствие изменения фазового и химического состава системы в результате спекания (то есть не происходит окисление алюминия). Результаты сравнения экспериментальных и расчетных данных по прочности на сжатие и на изгиб, коэффициента теплопроводности и энергопоглощения пористости представлены в таблице 11 и 12.
