Способ получения реакционноспособного композиционного покрытия на основе титана и алюминия
взрывчатые и реакционные материалы технология обработки эффективность износостойкие и реакционноспособные покрытия
Реферат:

Изобретение относится к способу получения реакционноспособного композиционного покрытия на основе титана и алюминия. Готовят реакционноспособную композиционную смесь порошковых материалов титана и алюминия при следующем соотношении Ti – 40-60 % и Al – 40-60 %. Проводят активирование указанной приготовленной смеси в мельнице-активаторе. Подают активированную смесь из одного дозатора в детонационную установку, заполненную детонирующей газовой смесью, и осуществляют нанесение упомянутой активированной смеси на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации газовой смеси. Обеспечивается повышение качества реакционноспособного покрытия на основе титана и алюминия, нанесённого с использованием энергии детонации. 3 ил., 2 пр.


Изобретение относится к химии, металлургии, а именно к способам покрытия путем распыления материала в расплавленном состоянии, например, плазменное или дуговое напыление, характеризуемые способом распыления, и может быть использовано в оборонной технике и различных видах боеприпасов многофакторного и запреградного действия.

Известен способ-прототип нанесения детонационных покрытий (варианты), описанный в патенте РФ №2542206, опубл. 20.02.2015, бюл. №5. Сущность способа включает засыпку в детонационную установку дозированного количества смеси порошковых материалов для напыления покрытия и напыляют смесь на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации. В способе по варианту 1 используют смесь порошковых материалов для напыления покрытия, которая содержит до 25% ультрадисперсных алмазов, до 50% оксида алюминия и остальное - порошок на основе карбида вольфрама. В способе по варианту 2 в ствол пушки детонационной установки устанавливают мишень с нанесенным на ее поверхность покрытием из карбида вольфрама, а в качестве смеси порошковых материалов для напыления покрытия используют смесь, содержащую до 25% ультрадисперсных алмазов и остальное - оксид алюминия.

Недостатком данного способа-прототипа является низкое качество получаемого покрытия, так как оно не обладает реакционной способностью и не обеспечивает зажигательного действия.

Также известен способ-аналог нанесения реакционно-способного покрытия на основе Ni - А1, описанный в патенте RU 2 744 805 С1, опубл. 15.03.2021, бюл. №8. Сущность способа включает засыпку в детонационную установку дозированного количества порошковых материалов и нанесение их на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации, при этом порошок Ni в детонационной установке засыпают в первый дозатор, а порошок Al засыпают во второй дозатор, при их соотношении Ni - 55%, Al - 45%, а нанесение порошков на обрабатываемую поверхность осуществляют, перемежая детонацию с использованием первого дозатора и с использованием второго дозатора при режимах детонации, оптимальных для каждого порошка. Изобретение направлено на повышение качества Ni-Al-покрытия, полученного с использованием энергии детонации.

Недостатком данного изобретения является низкое качество формируемого покрытия, его пониженная чувствительность к ударно-волновому воздействию.

Задачей данного изобретения является создание способа нанесения реакционно-способного покрытия на основе титана и алюминия повышенной эффективности.

Технический результат изобретения заключается в создании способа, повышающего качество реакционно-способного покрытия на основе титана и алюминия, нанесенного с использованием энергии детонации.

Технический результат достигается тем, что в способе получения реакционно-способного композиционного покрытия на основе титана и алюминия готовят реакционно-способную композиционную смесь порошковых материалов титана и алюминия при следующем соотношении Ti - 40-60% и Al - 40-60%, проводят активирование указанной приготовленной смеси в мельнице-активаторе, подают активированную смесь из одного дозатора в детонационную установку, заполненную детонирующей газовой смесью, и осуществляют нанесение упомянутой активированной смеси на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации газовой смеси.

Сущность заявленного изобретения поясняется следующими примерами:

Пример №1.

Порошки титана и алюминия смешивали в массовом соотношении 1:1 соответственно. Для напыления использовалась детонационная установка.

Изготавливают смесь порошковых материалов, включающую 50% порошка титана и 50% порошка алюминия. Далее в ствол детонационной установки, заполненной детонирующей газовой смесью (ацетилен + кислород и т.п.), с помощью дозатора подается приготовленная смесь. Затем электрической искрой возбуждается детонация газовой смеси. За счет энергии детонации смесь порошков, разгоняясь и разогреваясь, наносится на обрабатываемую поверхность.

Пример №2.

Изготавливают смесь порошковых материалов, включающую 60% порошка титана (Ti), 40% порошка алюминия (Al). Затем активируют полученную смесь в лабораторной мельнице-активаторе. Далее в ствол детонационной установки, заполненной детонирующей газовой смесью (ацетилен + кислород и т.п.), с помощью дозатора подается приготовленная смесь. Затем электрической искрой возбуждается детонация газовой смеси. За счет энергии детонации смесь порошков, разгоняясь и разогреваясь, наносится на обрабатываемую поверхность.

Рентгенофазовый анализ полученных покрытий (Фиг. 1) показывает, что данный способ нанесения успешно формирует покрытие на основе титана и алюминия, не образуя при этом интерметаллидных фаз. Количество кислорода в покрытии не превышает 15% и обусловлено наличием частиц оксида алюминия в исходных продуктах (Фиг. 2). Металлографический анализ полученных покрытий показал, что в их структуре имеются фазы с различной дисперсностью.

Сравнительные испытания по запреградному зажигательному действию и чувствительности покрытия Ni-Al и покрытия на основе титана и алюминия показали, что при идентичных ударно-волновых воздействиях наблюдается значительно более выраженный запреградный зажигательный эффект у облицовки типа «ударное ядро» с покрытием на основе титана и алюминия. Преимущество эффективности покрытия на основе титана и алюминия наблюдается на кадрах видеозаписи сравнительных испытаний (Фиг. 3).

Формула изобретения

Способ получения реакционноспособного композиционного покрытия на основе титана и алюминия, отличающийся тем, что готовят реакционноспособную композиционную смесь порошковых материалов титана и алюминия при следующем соотношении Ti – 40-60 % и Al – 40-60 %, проводят активирование указанной приготовленной смеси в мельнице-активаторе, подают активированную смесь из одного дозатора в детонационную установку, заполненную детонирующей газовой смесью, и осуществляют нанесение упомянутой активированной смеси на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации газовой смеси.
Изобретение относится к химии, металлургии, а именно к способам покрытия путем распыления материала в расплавленном состоянии
61.43.29
Взрывчатые вещества
61.43.03
Энергоемкие химические вещества в целом
50.43.17
Системы автоматического управления, системы автоматического регулирования и системы автоматического контроля для дискретных процессов
Николай
Альдебенев
Сергеевич
"Отсутствует"
"Отсутствует"
"1091477"
РОССИЯ
Денис
Веревкин
Васильевич
"Отсутствует"
"Отсутствует"
"0000-0003-3206-3404"
РОССИЯ
Иван
Тонеев
Романович
"Отсутствует"
"Отсутствует"
РОССИЯ
Елена
Журавлева
Сергеевна
"Отсутствует"
"Отсутствует"
РОССИЯ
Валерия
Воронцова
Андреевна
"Отсутствует"
"Отсутствует"
РОССИЯ
Мария
Гречухина
Сергеевна
"Кандидат технических наук"
"Отсутствует"
"ABF-3158-2020"
"57214888777"
"1057141"
"0000-0001-7797-3802"
РОССИЯ
Андрей
Мурзин
Юрьевич
"Кандидат технических наук"
"Доцент"
"E-3954-2014"
"57209799473"
"0000-0002-6737-036X"
РОССИЯ
Олег
Рахманин
Сергеевич
"Кандидат технических наук"
"Доцент"
"B-9091-2016"
"57189712694"
"852108"
"0000-0001-7337-268X"
РОССИЯ
Сергей
Ганигин
Юрьевич
"Доктор технических наук"
"Доцент"
"J-8539-2014"
"56674530800; 57189713884"
"0000-0001-5778-6516"
РОССИЯ
Дмитрий
Деморецкий
Анатольевич
"Доктор технических наук"
"Профессор"
"57190848519"
"0000-0002-4523-1465\t-"
РОССИЯ
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
1187746579690
Петр
Мордовской
Григорьевич
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные казенные учреждения
ФГБОУ ВО "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ", ФГБОУ ВО "САМГТУ", САМГТУ, САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, "САМАРСКИЙ ПОЛИТЕХ"
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
1026301167683
ДМИТРИЙ
БЫКОВ
ЕВГЕНЬЕВИЧ
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения