СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МЕДНОМАТРИЧНОГО НАНОСТРУКТУРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ МЕХАНИЧЕСКОГО ЛЕГИРОВАНИЯ
К конструкционным материалам, применяемым в ракетостроении для изготовления «горячих агрегатов» (камер сгорания, газогенераторов, теплообменников), предъявляются высокие требования по теплопроводности, жаропрочности и жаростойкости. В настоящее время указанным требованиям отвечают жаропрочные бронзы в сочетании с теплозащитными покрытиями, например сплавы Narloy Z, бронзы БрХЦрТ или БрХ08, которые обеспечивают съем теплового потока до 36×106 ккал/м2час. Для разрабатываемых новых ракетных двигателей необходим новый конструкционный материал с повышенной теплопроводностью при сохранении его механических характеристик. Наиболее перспективным материалом является чистая медь, с введенными в ее металлическую матрицу углеродными наноразмерными частицами (нанотрубки, фуллерены), что позволяет существенно увеличить жаропрочность. В данной статье впервые детально описаны технология получения, структура и свойства композита с массовой долей УНТ 0,5%, полученного методом механического легирования. Для сравнения приведены свойства образца из медного порошка ПМС-1 без добавления углеродных наночастиц. Для механического легирования использовали планетарную мельницу «Пульверизетте-5» (FRITSCH). Процесс легирования осуществлялся в течение 30 мин, при этом происходил разогрев капсул с композицией до 60-80 °С. Далее проводилась термообработка в вакууме и отжиг композиции. Предварительное прессование осуществлялось в стальной капсуле усилием 100 тс, в результате была получена цилиндрическая заготовка. Далее было проведено горячее изостатическое прессование (ГИП) в газостате QVINTUS-250. Для механических испытаний изготавливались цилиндрические образцы с толщиной рабочей части 5 мм. Результаты прочностных испытаний показали, что предел текучести композита после ГИП на ~11% превышает аналогичный показатель образца ПМС-1 (без легирующих частиц) и в 2 раза превышает предел текучести меди марки М2. Теплопроводность исследуемого образца композита составила 289 Вт/м·К, что на ~20% превышает теплопроводность традиционно используемой бронзы БрХ08 (239 Вт/м·К). Полученные результаты показывают принципиальную возможность получения медного композиционного материала, упрочненного наноразмерными частицами углерода - УНТ методом механического легирования, однако имеется необходимость уточнения технологии его получения