Получение керамических и полимерно-керамических материалов на основе цирконата-титаната свинца взрывным нагружением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.01, кандидат технических наук Логинов, Олег Николаевич

• Логинов, Олег Николаевич
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Логинов, Олег Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВЗРЫВНОГО НАГРУЖЕНИЯ

СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Структура и основные характеристики пьезокерамических материалов.

1.2. Композиционные полимерные пьезоэлектрические материалы. Моделирование физико-механических свойств.

1.3. Основные схемы взрывного прессования и ударно-волновой активации.

1.4. Механизмы уплотнения и кинетика распространения ударных волн при взрывном нагружении.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. РАСЧЕТНЫЕ МОДЕЛИ УДАРНО-ВОЛНОВОГО И КВАЗИСТАТИЧЕСКОГО РЕЖИМОВ ВЗРЫВНОГО ПРЕССОВАНИЯ.

2.1. Основные физические и технологические параметры взрывного прессования и ударно-волновой активации.

2.2. Математическая модель процесса ударно-волнового нагружения порошковых материалов.

2.3. Математическое моделирование процесса квазистатического прессования.

2.4. Расчетная программа параметров взрывного прессования с учетом доминирующего механизма уплотнения.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ ЗАГОТОВОК, ПОЛУЧЕННЫХ ПО РЕЖИМАМ КВАЗИСТАТИЧЕСКОГО И УДАРНО-ВОЛНОВОГО

ПРЕССОВАНИЯ.

3.1. Особенности структуры и механических свойств пьезокерамических порошковых заготовок после взрывного нагружения.

3.2. Влияние параметров взрывного нагружения на состояние кристаллической структуры керамического материала.

3.3. Структура и механические свойства полимерно-керамических заготовок после взрывного прессования.

3.4. Особенности структурных превращений в полимерно-керамических материалах при взрывном прессовании.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ КИНЕТИКИ СПЕКАНИЯ И

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ И ПОЛИМЕРНО-КЕРАМИЧЕСКИХ ПРЕССОВОК, ВЗРЫВНОГО НАГРУЖЕНИЯ.

4.1. Особенности кинетики спекания пьезокерамического материала после взрывного прессования.

4.2. Влияние режимов прессования и спекания на фазовый состав v керамики ЦТС-19.

4.3. Выбор режимов спекания пьезокерамических заготовок после взрывного и статического прессования активированного материала.

4.4. Формирование структуры и основных механических свойств пьезокерамических прессовок при спекании.

4.5. Структура и основные механические свойства полимерно-керамического материала после горячего прессования.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СЕГНЕТО

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЕРАМИЧЕСКИХ И щ, ПОЛИМЕРНО-КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ,

ПОЛУЧЕННЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ ВЗРЫВНОГО НАГРУЖЕНИЯ.

5.1. Выбор рациональных режимов поляризации пьезокерамических материалов различных способов получения.

5.2. Анализ связи между структурой, прочностью и электрофизическими свойствами пьезокерамики полученной квазистатическим и ударно-волновым нагружением.

5.3. Электрофизические свойства полимерно-керамического пьезочувствительного композита.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Получение керамических и полимерно-керамических материалов на основе цирконата-титаната свинца взрывным нагружением»

Одними из основных функциональных материалов датчиковой аппаратуры электроники и приборостроения начала двадцать первого века во всех развитых странах рассматриваются пьезокерамические материалы, неослабевающий интерес к которым обусловлен их широкими функциональными возможностями, высокой надежностью и возможностью миниатюризации изделий на их основе [1]. Пьезокерамика применяется для производства звуковых и ультразвуковых генераторов, трансформаторов, различных преобразователей, широко известны изделия на их основе, применяемые в быту и в промышленности: мощные звуковые оповещатели (охранная сигнализация, промышленные сирены); генераторы и датчики в эхолотах; приборы неразрушающего, дистанционного контроля различных сред и процессов и т.д. Объемы производства, номенклатура материалов и области их применения постоянно расширяются [2].

Однако природа данных материалов накладывает ряд серьезных ограничений на производство и применение изделий на ее основе. А именно: высокая хрупкость и чувствительность к ударным воздействиям приводит к ограничению профиля и размеров, получаемых на их основе изделий, трудоемкостью их изготовления, что связано, в частности, с трудностью получения высокоплотных заготовок на стадии прессования, высокими температурами спекания материала и необходимостью в большинстве случаев применять специальные атмосферообразующие засыпки.

Наряду с традиционными сегнетокерамическими материалами широкое распространение приобретают композиционные материалы на основе пьезокерамики с добавлением полимерного компонента. В качестве которого, может выступать как термопластичный, так и термореактивный полимер, чье введение позволяет снять многие из указанных выше проблем. Особый интерес вызывают термопластичные полимеры, обладающие в своем большинстве высоким коэффициентом трещиностойкости, широкой областью упругих деформаций в сочетании с высокой технологичностью и надежностью, позволяющие расширить номенклатуру изделий и упростить технологию получения сложнопрофильных изделий методом горячего прессования.

Однако пьезоэлектрические свойства данных композиционных материалов сильно зависят от количества содержащегося полимера и пространственного распределения керамических частиц.

Эффективным в этой связи является применение технологий, способных развивать высокие давления на стадии прессования, обеспечивая тем самым получение заготовок с высокой первоначальной плотностью. Наиболее эффективной и экономически оправданной технологией обеспечивающей максимальные давления прессования является взрывное нагружение. Вместе с тем, данная технология имеет ряд особенностей сдерживающих ее широкое распространение. В частности, малоизученными остаются вопросы влияния параметров взрывного прессования на структуру и свойства материала, на технологические особенности процесса спекания заготовок, полученных взрывным прессованием, а также ряда технологических и эксплуатационных характеристик [3, 4]. Для проектирования схем и выбора технологических параметров взрывного нагружения, необходимо знать механизмы уплотнения порошковых материалов и учитывать их влияние на конечные свойства заготовок, однако существующие модели, описывающие динамику протекающих процессов, имеют ряд недоработок [5]. Решение поставленных вопросов требует проведения комплексных исследований с целью выявления особенностей влияния режимов взрывного нагружения на структуру и физико-механические свойства материалов различной химической природы: металлы, керамика, термореактивные и термопластичные полимеры, композиционные материалы на их основе.

Настоящая работа проводилась в рамках гранта Министерства образования РФ "Разработка научных основ формирования структуры и свойств порошковых заготовок, полученных методом взрывного прессования и ударно-волновой активации" (гос. per. № 01.9.80004081) и госбюджетной темы целевого финансирования научно-исследовательской программы "Разработка технологии взрывного прессования композиционных керамико-металлических, полимерно-керамических и сегнетокерамических материалов различного функционального назначения" (гос. per. № 01.20.0008182).

Целью работы является получение керамических и полимерно-керамических пьезоактивных материалов на основе цирконата-титаната свинца взрывным нагружением для изделий широкого функционального назначения с повышенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками.

Для достижения цели было необходимо решить следующие задачи:

- создать математическую модель взрывного прессования, для определения взаимосвязи и влияния параметров процесса на конечные эксплуатационные свойства изделий, учитывая особенности квазистатического и ударно-волнового механизмов уплотнения;

- исследовать влияние параметров взрывного прессования на структуру и свойства получаемых материалов;

- выявить особенности кинетики спекания керамических заготовок после взрывного прессования и ударно-волновой активации;

- исследовать связь между параметрами взрывного нагружения, спеканием, фазовым составом и эксплуатационными свойствами изделий;

- разработать устройства взрывного прессования и активации пьезо-керамических и полимерно-керамических композиционных материалов в условиях промышленного производства;

- использовать полученные результаты для внедрения технологии и материалов в производство.

Практическая ценность работы:

1. На основе предложенных математических моделей уплотнения по квазистатическому и ударно-волновому механизмам создана прикладная расчетная программа, позволяющая производить исследовательские расчеты параметров взрывного нагружения, для получения заготовок требуемых габаритных размеров и конечной плотности.

2. Разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров взрывного нагружения и активации, режимов спекания и поляризации, позволяющие на основе керамики состава цирконат-титанат свинца (ЦТС-19) получать пьезоэлементы с повышенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками.

3. Выявлены общие закономерности формирования структуры и физико-механических свойств полимерно-керамических материалов на основе пьезокерамики ЦТС-19 и полиэтилена низкого давления при взрывном и горячем статическом прессовании.

4. Предложено устройство позволяющее производить активацию требуемого объема материала за счет применения контейнера сборно-разборной конструкции [6].

Реализация работы:

Результаты диссертации применяются на ФГУП «НИИЭМП» г. Пенза в рамках научно-исследовательской работы «Разработка и исследование новых перспективных изделий датчиковой аппаратуры на основе керамических и композиционных материалов». Пьезокерамические материалы, полученные по технологии взрывного прессования, использованы на ФГУП «НИИФИ» г. Пенза для улучшения эксплуатационных характеристик пье-зоэлементов датчика ЛХ 611. Условный экономический эффект от внедрения составил 54,18 тыс. рублей (в ценах 2003 г.). Доля участия автора составила 40 %.

Работа выполнена на кафедре "Сварочное производство и материаловедение" Пензенского государственного университета.

Основные результаты работы доложены и обсуждены на международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии на рубеже веков» (г. Пенза, 2000 г.), III Всероссийской научно-практической конференции «Технические средства охраны, комплексы охранной сигнализации и системы управления доступом» (г. Заречный, Пензенская область, 2000 г.), конференции «Фундаментальные проблемы металлургии» (г. Екатеринбург, 2000 г.), международной конференции «Слоистые композиционные материалы - 2001» (Волгоград, 2001 г.), III и IV Всероссийской научно-технической конференции «Новые химические технологии: производство и применение» (Пенза, 2001, 2002 г.г.), I и II Всероссийской научно-технической конференции «Инновации в машиностроении» (Пенза, 2001, 2002 г.г.), международной научно-технической конференции «Современные материалы и технологии - 2002» (Пенза, 2002 г.), VIII международной научно-технической конференции «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» (г. Пенза, 2003 г.), на ежегодных научно-технических конференциях в Пензенском государственном университете.

Исследования в области технологии взрывного прессования и ударно-волновой обработки материалов отмечены золотой и серебряной медалями I и III международного салона инноваций и инвестиций (Москва, ВВЦ, 2001 г., 2003 г.), дипломом Всероссийского научно-практического форума «Россия Единая» (Н. Новгород, 2002 г.), дипломами региональных выставок.

Выражаю глубокую благодарность моему научному руководителю заслуженному деятелю науки РФ, д.т.н., профессору Атрощенко Э.С., научному консультанту д.т.н., профессору Розену А.Е. и всем сотрудникам кафедры за помощь при выполнении работы.

Заключение диссертации по теме «Материаловедение (по отраслям)», Логинов, Олег Николаевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработаны математические модели ударно-волнового и квазистатического нагружения для расчета основных технологических параметров во всем временном диапазоне процессов уплотнения, позволяющие прогнозировать значения конечной плотности прессуемого материала. Создана прикладная программа, учитывающая особенности каждого из механизмов уплотнения. Установлено, что получение заготовки высокой плотности (92 -98 %), возможно использование как ударно-волнового (со скоростями нагружения 500 - 600 м/с), так и квазистатического (скорость 150 — 250 м/с) механизма уплотнения.

2. Установлено, что дефектность кристаллического строения преимущественно зависит от скорости нагружения, достигая максимума при скорости 460 - 540 м/с (значения ОКР - 22,0 - 20,0 нм, микронапряжений (Да/а) 2,9'10"3 - 2,3'10"3). При квазистатическом прессовании дефектность атомно-кристаллической решетки является незначительной (ОКР — 48,0 нм, Да/а = 2,1'10"3). Для прессования керамического материала с целью активации структуры рационально применять ударно-волновой, а для полимерно-керамического - квазистатический механизм уплотнения при скорости прессования в диапазоне 230 - 300 м/с. Дальнейшее увеличение скорости приводит к интенсификации процессов термодеструкции полимерного компонента.

3. Показано, что взрывное нагружение активирует процесс спекания. Установлено, что температура начала усадки для пьезокерамики состава цирконат-титанат свинца (ЦТС-19) после статического прессования составляет 846 °С, после взрывного прессования - 693 °С, а ударно-волновой активации - 784 °С. Показана возможность получения высокоплотных заготовок (плотность до 97 — 99 %) с мелкозернистой структурой при снижении температуры спекания на 40 - 50 °С, а времени - в 1,5 раза, по сравнению с традиционной технологией.

4. Установлена возможность смещения границ морфотропной области и управления фазовым составом материала цирконат-титанат свинца без изменения соотношения между компонентами, а только воздействием взрывного нагружения и последующего спекания. Показано, что для образцов после взрывного нагружения, когда величина скорости составляла 540 ± 30 м/с, содержание ромбоэдрической фазы может быть увеличено до 15 %, за счет их спекания при температуре 1240. 1250 °С, и изменения состава ат-мосферообразующей засыпки в сторону увеличения оксида свинца с 30 до 50 %.

5. Определены рациональные параметры горячего прессования изделий из полимерно-керамического материала на основе полиэтилена и пьезоке-рамики состава цирконат-титанат свинца. Установлено, что максимальные значения плотности (93 и 99 %) и предела прочности на разрыв (ав - 4,4 и 5,8 МПа) соответствуют режимам прессования: для материала с объемной долей керамики 70 % - температура 240 °С, давление 65,7 МПа, а для материала с объемной долей керамики 50 % - 220 °С, давление 52,6 МПа. Применение технологии взрывного нагружения позволяет повысить прочностные показатели изделий в 1,2 - 1,3 раза.

6. Показано, что технология взрывного нагружения керамических материалов способствует повышению основных эксплуатационных характеристик. По сравнению с образцами, полученными по традиционной технологии статическим прессованием, величина электрической прочности повышается в 1,5 - 2,5 раза, пьезоэлектрического модуля - на 17 - 20 %, электрической долговечности - на один, два порядка, предел выносливости - в 1,25 - 1,60 раза, трещиностойкость - в 1,4 - 1,7 раза. Установлено, что в керамике состава ЦТС-19, полученной по технологии взрывного нагружения и высокотемпературного спекания, в связи с появлением в структуре ромбоэдрической фазы, удается дополнительно повысить величину пьезоэлектрического модуля на 8 - 10 %, при снижении прочностных свойств образцов на 10 — 15 % по сравнению с образцами после взрывного прессования.

7. Установлено, что применение технологии взрывного нагружения для получения полимерно-керамического материала позволяет повысить пьезо-модуль материала в 1,25 — 1,4 раза за счет образования высокоплотной структуры с большим числом контактирующих частиц, выстраивающихся перпендикулярно плоскости образца. Показано, что использование в композиционном материале пьезокерамики с содержанием в структуре до 15% ромбоэдрической фазы, повышает величину пьезомодуля материала в 1,41,9 раза.

8. Предложено устройство активации порошковых материалов взрывным нагружением (патент РФ на изобретение № 2193947). Результаты диссертации применяются на ФГУП «НИИЭМП» в рамках научно-исследовательской работы «Разработка и исследование новых перспективных изделий датчиковой аппаратуры на основе керамических и композиционных материалов». Пьезокерамические материалы, полученные с применением технологии взрывного нагружения, внедрены в производство пьезо

Ф керамических датчиков JIX 611 (ФГУП «НИИФИ», г. Пенза). Условный экономический эффект от внедрения составил 54,18 тыс. рублей в ценах 2003 года. Доля автора в разработках составила 40 %.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СКМ — сегнетокерамические материалы.

ЦТС — материалы системы цирконат-титанат свинца (РЬТЮз - PbZrOj) (исследуемая марка — ЦТС-19).

ПКМ - полимерно-керамический материал. ПЭНД - полиэтилен низкого давления.

ПКМ-50 (ПКМ-70) - исследуемый композиционный материал на ф основе ЦТС-19 и ПЭНД, с объемной долей керамики 50% (70%).

ВВ - взрывчатое вещество.

ОКР - область когерентного рассеивания кристаллической решетки. 0

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Логинов, Олег Николаевич, 2003 год

1. Минаев В. И. Пьезокерамическое производство за рубежом. -М.:ЦНИИНТИКПК, 1990. 14 с. ДСП.

2. Фесенко Е.Г. Новые пьезокерамические материалы/ Е.Г. Фесенко, А.Я. Данцигер, О.Н. Разумовская. — Ростов н/Д., 1983. 156 с.

3. Атрощенко Э.С. Взрывное прессование сегнетокерамических материалов/ Э.С. Атрощенко, А.Е. Розен, Н.В. Голованова, С.Г. Усатый, О.Н. Логинов// Технология металлов. 2000. - № 9. — С. 3-8.

4. Патент RU 2193947 (Пензенский государственный университет), публ. 10.12.2002. Устройство ударно-волновой активации порошковых материалов. Атрощенко Э.С., Розен А.Е., Прыщак А.В., Усатый С.Г., Логинов О.Н.

5. Электроника: Энциклопедический словарь/ Гл. ред. В.Г. Колесников. — М.: Сов. энциклопедия, 1991. — 688 с.

6. Лущейкин Г.А. Полимерные пьезоэлектрики. — М.: Химия, 1990. —176 с.

7. Ройтбурд A.JL Теория формирования гетерофазной структуры при фазовых превращениях в твердом состоянии// УФН. — 1974. Т.113. -№ 1.-С. 105-128.

8. Ю.Фесенко Е.Г. Доменная структура многоосных сегнетоэлектрических кристаллов/ Е.Г. Фесенко, В.Г. Гавриляченко, А.Ф. Семенчев. Ростов н/Д: Изд-во Ростовского уни-та, 1990. - 192 с.

9. Глозман И.А. Пьезокерамика. М.: Энергия, 1972. — 288 с.

10. Бутов В.И. Пьезоэлектрические датчики давления, обзор по материалам зарубежных фирм за 1976 1981 гг/ В.И. Бутов, С.Д. Забродина, Т.Н. Политминцева, А.П. Николаева. — Серия V: ГОНТИ-21, 1982.- 12 с. ДСП.

11. Проектирование датчиков для измерения механических величин/ Под ред. Е.П. Осадчего. М.: Машиностроение, 1979. - 480 с.

12. Нуберт Г.П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин. Л.: Энергия, 1970. - С. 202-231.

13. Бойков Н.А. Измерение давления при быстропеременных процессах. — М.: Энергия, 1970. 78 с.

14. Бауман Э. Измерение сил электрическими методами. М.: Мир, 1978.-430 с.17.0СТ 11 0444-87 Материалы пьезокерамические. Технические условия.

15. Научно-технические прогнозы в области синтеза сегнетоматериалов// Сер.: научно-технические прогнозы в области катализа, коррозии и синтеза сегнетоматериалов. — М., 1975. — 78 с.

16. Глозман И.А. Пьезокерамические материалы в электронной технике. М.: Энергия, 1965. - 192 с.

17. Дацингер А.Я. Высокоэффективные пьезокерамические материалы. Оптимизация поиска/ А.Я. Дацингер, О.Н. Разумовская, Л.А. Резниченко, С.И. Дудкина. Ростов н/Д.: Изд-во "Пайк", 1994. - 96 с.

18. Исупов В.А. О причинах противоречий по вопросу об области сосуществования фаз в твёрдых растворах цирконата-титаната свинца// Физика твёрдого тела. 1980. - Т. 22. - Вып. 4. - С. 172-177.

19. Исупов В.А. Термодинамический анализ фазовых переходов в перовскитовых сегнетоэлектриках // Физика твёрдого тела. 1977. - Т. 19. -Вып. 5.-С. 1347-1353.

20. Смирнова Е.П. Электрострикционные свойства сегнетокерамики с размытым фазовым переходом: Дис. на соискание уч. степени канд. техн. наук: Защищена 29.06.87. Ленинград, 1987. - 140 с.

21. Ерофеев А.А. Пьезоэлектроника/ А.А. Ерофеев, А.И. Проклин, В.Н. Уланов и др. М: Радио и связь, 1994. - 240 с.

22. Ерофеев А.А. Пьезокерамические трансформаторы и их применение в радиоэлектронике/ А.А. Ерофеев, Г.А. Данов, В.Н. Фролов. — М.: Радио и связь, 1988. 128 с.

23. Сыркин JI.H. Эксплуатационные характеристики пьезокерамических материалов в силовых режимах/ JI.H. Сыркин, Н.Н. Феоктистова// Тр. Ин-та физики твердого тела АН СССР. Черноголовка, 1981.

24. Лущейкин Г. А. Получение и применение сегнето- и пьезоматериалов в народном хозяйстве/ Г.А. Лущейкин, В.М. Петров. — М.: МДНТП, 1981.-С. 8-11.

25. Желудев И.С. Электрические кристаллы. М.: Наука, 1979. — 200с.

26. Вольфсон С.А. Композиционные полимерные материалы сегодня и завтра// Химия. 1982. -№ 1.-М.: Знание, 1982.-18 с.

27. Милинчук В.К. Макрорадикалы/ В.К. Милинчук, Э.Р. Клиншпонт, С.Я. Пшежецкий. М.: Химия, 1980. - 263 с.

28. Атрощенко Э.С. Структурообразование и формирование свойств наполненных полимерно-керамических материалов, полученных по технологии ударно-волновой обработки/ Э.С. Атрощенко, А.Е. Розен, С.Г.

29. Усатый, О.Н. Логинов, А.С. Саюшов// Слоистые композиционные материалы 2001/ Международная конференция. - Волгоград, 2001. - С. 223 - 226.

30. Баум Ф.А. Физика взрыва/ Ф.А. Баум, Л.П. Орленко, К.П. Станюкович и др. М.: Наука, 1975. - 704 с.

31. Дремин А.Н. Детонационные волны в конденсированных средах/ А.Н. Дремин, С.Д. Савров, B.C. Трофимов, К.К. Шведов. — М.: Наука, 1970.-686 с.

32. Миронов С.Г. Магнито-импульсная обработка металлов. — Рига, 1986.-370 с.

33. Андреева Н.В. Исследование уплотняемости порошков/ Н.В. Андреева, И.Д. Радомысельский, Н.И. Щербань// Порошковая металлургия. 1975. - № 6. - С. 32-42.

34. Радомысельский И. Д. Некоторые особенности уплотнения порошков на разных стадиях прессования/ И.Д. Радомысельский, Н.И. Щербань// Порошковая металлургия. 1980. - № 11. - С. 12-19.

35. Ставер A.M. Исследование течения за ударной волной при взрывном прессовании порошков/ A.M. Ставер, Н.А. Костюков, Г.Е. Кузьмин// Обработка металлов взрывом/ II Международный симпозиум. -Марианске Лазне, 1973. С. 341 - 352.

36. Бацанов С.С. Действие взрыва на вещество. Термодинамика ударного сжатия порошков/ С.С. Бацанов, А.А. Дерибас, С.А. Кутолин// Научно-технические проблемы горения и взрыва. 1965. - № 2. - С. 52-61.

37. Дерибас А.А. Ударное сжатие порошков/ А.А. Дерибас, Н.Л. Добрецов/ ДАН СССР. 1966. - Вып. 168. - № 3. - С. 665 - 668.

38. Атрощенко Э.С. О механизме взрывного прессования порошков/ Э.С. Атрощенко, В.А. Косович, Б.Н. Липоватый, B.C. Седых, М.Х. Шоршоров// Физ. и хим. обраб. Материалов. 1972. - № 6. - С. 114-119.

39. Атрощенко Э.С. Физические параметры и механизм взрывного прессования порошков// Организация производства и прогрессивная технология в приборостроении: сб. Технический прогресс в отраслевой промышленности/ ЦНИЛОТ. Пенза, 1984. № 6. - С. 34-38. ДСП.

40. Баум Ф.А. Физика взрыва/ Ф.А. Баум, К.П. Станюкович, Б.И. Шехтер. М.: Изд-во физико-математической литературы, 1959. — 800 с.

41. Бацанов С.С. Действие взрыва на вещество. Структурные изменения окиси неодима/ С.С. Бацанов, А.А. Дерибас// Научно-технические проблемы горения и взрыва. 1965. - № 1. - С. 103 - 107.

42. Райнхарт Дж. Поведение металлов при импульсных нагрузках/ Дж. Райнхарт, Дж. Пирсон. М.: ИЛ, 1958. - 202 с.

43. Роман О.В. Импульсное прессование металлических порошков: Дис. на соискание уч. степени док. техн. наук: 325 Защищена 28.06.71; Утв. 14.11.71. - М., 1971. - 270 с. Библиогр.: С. 243 - 270.

44. Анциферов В.Н. Получение и свойства спеченных сплавов титана// Прогрессивные технологические процессы в порошковой металлургии. Минск: ВШ, 1982. - С. 134 - 139.

45. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов/ Под ред. Мейерса М.А., Мура Л.Е.: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1984. - 512 с.

46. Рогозин В.Д. Численный расчет процесса ударного сжатия порошкового слоя// Металловедение и прочность материалов: Сб. науч. тр. Волгоград: Изд. ВолгПИ, 1990. - С. 35 - 38.

47. Атрощенко Э.С., Розен А.Е., Прыщак А.В., Усатый С.Г., Салтыков А.А. Технология взрывного прессования сегнетокерамических материалов// Тез. докл. Российской научн.-техн. конф.: Новые материалы и технологии. Москва, 1997. - С. 110.

48. Райнхарт Д.С., Пирсон Д. Взрывная обработка материалов. М.: Мир, 1966, 226 е., ил.

49. Витенко А.Е. Взрывное прессование пьезокерамических порошков системы ЦТС/ А.Е. Витенко, Б.М. Гелунов, А.А. Максименков, В.Д. Рогозин, А.Ф. Трудов// Импульсные методы обработки материалов/ Всес. конф. — Минск, 1978.-С. 143-144.

50. Лубенец С.В. Подвижность и взаимодействие дислокаций с1. Л Lпримесью в кристаллах КС1:Ва / С.В. Лубенец, В.И. Старцев// Физика твердого тела. 1968. - Т. 10. - Вып. 1.-е. 22-29.

51. Ван Бюрен Дефекты в кристаллах. М.: ИЛ, 1962. - 584 с.

52. Рид В. Дислокации в кристаллах. — М. Металлургиздат, 1957. —279 с.

53. Коттрелл А. Дислокация и пластическое течение в кристаллах. — М. Металлургиздат, 1958. 267 с.

54. Краснокутская И.П. О механизме пластической деформации при сварке взрывом/ И.П. Краснокутская, А.Н. Кривенцов, B.C. Седых, А.П. Соннов// Физика и химия обработки материалов. 1969. № 6. - С. 99-102.

55. Пашков П.О. Действие ударных волн на закаленные стали/ П.О. Пашков, З.М. Гелунова. Волгоград, Н-Волжское книжное издательство, 1969.-166 с.

56. Пашков П.О. Действие ударных волн на металлические сплавы (давление 30-300 кбар)// Волгоградский политехнический институт: Сб. науч. трудов. Волгоград, 1967. - С. 211-245.

57. Волочков В.М. Физические принципы пластической деформации при высокоскоростном нагружении/ В.М. Вол очков, З.М. Гелунова, П.О. Пашков// Волгоградский политехнический институт: Сб. науч. трудов. -Волгоград, 1967. С. 245-261.

58. Александров Е. В. Прикладная теория и расчеты ударных систем/ Е. В. Александров, В.Б. Соколинский. — М.: Наука, 1969. 199 с.

59. Писарев С.П. Применение диэлектрических датчиков для регистрации ударных импульсов/ С.П. Писарев, В.Д Рогозин// Металловедение и прочность металлов: Труды Волгоград, политехи, ин-та. -Вып. 7.-Волгоград, 1975. С. 148-155.

60. Зельдович Я.Б. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений/ Я.Б. Зельдович, Ю.П. Райзер. — М.: Наука, 1966.-686 с.

61. Пикус И.М. Распространение акустических возмущений в свободно насыпанных порошковых материалах// Порошковая металлургияи область её применения: Тез. докл. науч. семинара. Пенза, 1982. - С. 6162.

62. Розен А.Е. Расчетная модель квазистатического взрывного прессования/ А.Е. Розен, С.Г. Усатый, О.Н. Логинов// Современные материалы и технологии — 2002: Сб. статей международной научно-техн. конф. Пенза, 2002. - С. 103 - 106.

63. Атрощенко Э.С. Об особенностях пластической деформации при взрывном прессовании/ Э.С. Атрощенко, В.А. Косович, Б.Н. Липоватый, B.C. Седых, М.Х. Шоршоров// Физика и химия обработки материалов. — 1972.-№4.-С. 113-118.

64. Чечулин Б.Б. Исследование микротвердости пластической деформации стали// Физика металлов и металловедение. — 1955. № 2. - С. 251-257.

65. Пилянкевич А.Н. Практика электронной микроскопии. — М.: Машгиз, 1961.

66. Шиммель Г. Методика электронной микроскопии. М.: Мир. —1972.

67. Электронная микроскопия в металловедении: Справ, изд. / Смирнова А.В., Кокорин Г.А., Полонская С.М. и др. М.: Металлурия, 1985. - 192с.

68. Атрощенко Э.С. Действие взрыва на тонкую структуру модифицированного титаната висмута/ Э.С. Атрощенко, А.И. Небольсин,

69. A.Е. Розен// Применение высоких давлений для получения новых материалов и создания интенсивных химических технологий: Тез. докл. Всесоюз совещ. М., 1986. - С. 56.

70. Рентгенография в физическом металловедении/ Под ред.

71. B.А.Багаряцкого. М., 1961. - 368 с.

72. Петров А.А. Органическая химия/ А.А. Петров, Х.В. Бальян, А.Т. Трощенко. М.: Высшая шк., 1969. - 672 с.

73. Ивенсен В.А. Кинетика уплотнения металлических порошков при спекании. М.: Металлургия, 1971. - 272 с.

74. Пустовойт В.Н. Синергетический подход к проблеме конструирования оптимальной структуры сплавов при обработке концентрированными потоками энергии/ В.Н. Пустовойт, А.А. Бровер. — М, 1996 6 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.02.97, № 631-В97.

75. Атрощенко Э.С. Взрывное прессование сегнетокерамических материалов/ Э.С. Атрощенко, А.Е. Розен, Н.В. Голованова, Л.Г. Розен, А.В. Прыщак// Керамика в народном хозяйстве: Тез. докл. научн.-техн. конф. — Ярославль, 1994.-С. 84-86.

76. Розен А.Е. Научные основы технологии взрывного прессования сегнетокерамических материалов // Межотрослевой науч.-тех. сб. ВИМИ «Технология». Сер.: Конструкции из композиционных материалов. — 1996. -№ 1.-С. 39-44.

77. Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. М., 1976. - 528 с.

78. Процессы массопереноса при спекании /В. Хермель, Б. Кийбак, В. Шатт и др. Под ред. В.В.Скорохода. Киев: Наук. Думка, 1987. - 152 с.

79. Скороход В.В. Физико-металлургические основы спекания порошков/ В.В. Скороход, С.М. Солонин. М.: Металлургия, 1984. - 159 с.

80. Металловедение и термическаяобработка стали: Справ, изд. В 3-х т./ Под ред. Бернштейн МЛ., Рахштадта А.Г. М.: Металлургия, 1991.

81. Ю5.0кадзаки К. Технология керамических диэлектриков: Пер. с япон. / Под ред. В.М. Петрова. М.: Энергия, 1976. - 336 с.

82. Поляризация пьезокерамики/ Под. ред. Е.Г. Фесенко. Ростов н/Д., 1986.- 135 с.

83. Дахия М.С. Кинетика электрического разрушения некоторых титаносодержащих керамик/ М.С. Дахия, В.А. Закревская, А.И. Слуцкер// ФТТ. Т. 26. - Вып. 9. - 1984. - С. 2716-2721.

84. Бей И.В. Температурно-полевая зависимость времени развития пробоя аморфного оксида тантала/ И.В. Бей, М.Н. Дьяконов, В.М. Муждаба, С.Д. Ханин// ФТТ. Т. 26. - Вып. 10. - 1984. - С. 3051-3054.

85. Атрощенко Э.С. Взрывное прессование сегнетокерамических материалов, формирование их структуры и свойств/ Э.С. Атрощенко, А.Е. Розен, Н.В. Голованова, С.Г. Усатый, О.Н. Логинов// Материаловедение. — 2001 №8(53)-С. 46-50.

86. ПО.Бондаренко Е.И. К анализу методов поляризации сегнетопьезокерамики/ Е.И. Бондаренко, Г.А. Житомирский, Е.Г. Фесенко// Сегнетоэлектрики: Сб. Ростов. ГУ. Ростов н/Д., 1985. — С. 118128.

87. Ш.Желудев И.С. Ориентация доменов и макросимметрия свойств сегнетоэлектрических монокристаллов/ И.С. Желудев, Л.А. Шувалов// Известия АН СССР. Сер. Физ. 1957. - Т. 21 - № 2. - С. 264-274.

88. Иона Ф. Сегнетоэлектрические кристаллы/ Ф. Иона, Д. Ширане. М.: Мир, 1965. - 556 с.

89. ПЗ.Балыпин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна. — М.: Металлургия. 1972. — 336 с.

90. Турик А.В. Внутренние механические напряжения и прочность сегнетокерамики/ А.В. Турик, А.И. Чернобабов// ЖТФ. 1979. — Т. 49. - № 8. - С.1732-1736.

91. Крамаров С.О. Анизотропия механической прочности поляризованной сегнетокерамики// Диэлектрические материалы радиоэлектроники. М.: МИРЭА, 1977. - С. 121-127.

92. Зацаринный В.П. Анизотропия механической прочности поляризованной сегнетокерамики/ В.П. Зацаринный, Д.Н. Карпинский, С.О. Крамаров//Изв. СКНЦ ВШ. Ест. науки. 1979. - № 2. - С. 38-42.

93. Крамаров О.П. Влияние режимов поляризации на прочность пьезокерамики/ О.П.Крамаров, С.О.Крамаров, В.С.Дронов и др.// Пьезокерамические материалы и преобразователи. Вып. 4. Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 1977. - С. 140-144.

94. Крамаров С.О. Электрофизические свойства и разрушение сегнетоэлектриков на основе окислов семейства перовскита. Дис.канд. физ.-мат.наук. Ростов н/Д., 1979. - 168 с.

95. Прокофьева J1.A. Механическая прочность пьезокерамических материалов/ Л.А. Прокофьева, Т.М. Павлова, И.А. Серова// Физические явления в поликристаллических сегнетоэлектриках. — Л., 1981. — С. 67-70.

96. Розин Л.Г. Стабильный рост хрупких трещин в сегнетоэлектриках. Дис. канд. физ.-мат.наук. — Ростов н/Д., 1989. — 203 с.

97. Булычёв С.И. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора/ С.И. Булычёв, В.П. Алёхин. — М.: Машиностроение, 1990. — 263 с.

98. Катрич М.Д. Прочностные свойства легированной керамики ЦТСЛ/ М.Д. Катрич, К.Я. Борман, В.И. Димза, И.И. Беспальцева//

99. Пьезокерамические материалы и преобразователи. Вып.9. - Ростов н/Д.: Изд-во-РГУ 1991.-С. 61-64.

100. Стрелец П.Л. Установка для определения прочности сегнетокерамических и ферритовых материалов в динамическом режиме/ П.Л. Стрелец, Л.Н. Сыркин, A.M. Эльгард// Вопросы радиоэлектроники. Сер. "Детали и компоненты". 1964. - Вып. 3. - С. 146-158.

101. Стрелец П.Л. Испытание пьезокерамики и ферритов на прочность при пассивном возбуждении изгибных колебаний/ П.Л. Стрелец, Л.Н. Сыркин, A.M. Эльгард// Вопросы радиоэлектроники. Сер. "Детали и компоненты". 1964. - Вып. 3. - С. 134-145.

102. Писаренко Г.Г. Исследование взаимосвязи рассеяния энергии с прочностными свойствами пьезоэлементов// Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения. Киев: Наукова думка, 1983. - С. 188-191.

103. Кириллов В.М. Исследование прочностных характеристик пьезокерамики/ В.М. Кириллов, В.И. Панфилов, А.А. Пахомова, М.А. Шамовская// Излучатели и приемники ультразвуковых колебаний: Мат. Семинара.-Ч. II.-Л.: ЛДНТП, 1966.-С. 100-107.

104. Шамовская М.А. Влияние масштабного фактора и статических напряжений на усталостную прочность пьезокерамики/ М.А. Шамовская, В.И. Панфилов// Новые пьезо- и сегнетоматериалы и их применение: Мат. семинара. М.: МДНТП, 1969. - С. 75-80.

105. Панфилов В.И. Усталостная прочность керамических пьезоэлементов и пути ее повышения/ В.И. Панфилов, Л.Н. Сыркин, М.А. Шамовская// Электронная техника. Сер. 14 (Материалы). 1969. - Вып. 6. -С. 92-97.

106. Акопьян В. А. Исследование усталостной прочности пьезокерамических элементов/ В.А. Акопьян, В.П. Зацаринный, Е.В. Рожков// IX Всесоюзное совещание по сегнетоэлектричеству: Тез. докл. — Ч. 2. Ростов н/Д.: Изд-во РГУ, 1979. - С. 106.

107. Лущейкин Г.А. Получение и применение сегнето- и пьезоматериалов в народном хозяйстве/ Г.А. Лущейкин, Т.П. Тихомирова, М.К. Полевая. М.: МДНТП, 1984. - С. 42-46.э9 о

108. Umpp:=Rpp*dpp; Umpor :=Rop * Hpor;полет поршня по порошку без основания} Um:=Umpp+UmskW; n:=(16*Rw*Hw)/(27*Um); t:=2*n*Hw/(( 1 +2*n)*Dw); repeat t:=t+0.0000001;

109. Um:=Um+Rop*((70+(l+1.8*(Rop/Rtp))*Vl)*0.0000001); until(t>(20*Hpor/66)); {Реальный расчет с учетом зазора}t:=0;

110. Um :=Umpp+Umsk W; if Zaz>0 then Um:=Umpp; n:=(16*Rvv*Hvv)/(27*Um); t:=2*n*Hw/((l+2*n)*Dw); repeat t:=t+0.0000001;

111. Q:=1 /sqrt( 1 +2 * n* (1 -H vv/(D w* t)));

112. V:=Dw* (1 +(Q-1 )/(n*Q)-(Hw*Q)/(Dw*t)); t:=t+0.0000001; until(V>0); t:=t-0.0000001; end; tl:=0;if Vml<=250 then begin

113. Form3.LReshim.Caption:-Режим квазистатического прессования ' a:=0; Zpp:=0; y:=0;

114. Ropor:=Rop*Hpor/H2por; Rspor:=(Rspor+Ropor)/(t1 * 10000000); 9 S :=Rspor* 100/Rtp;end; t:=t+0.0000001; until(a>0);

115. Form3.LReshim.Caption:-Режим ударно-волнового прессования'; b:=t; tl:=0; a:=0;

116. S :=2* Hpor/66+tOs/2; repeattl:=tl+0.0000001;n:=( 16 * Rw * H v v)/(2 7 * Um);

117. Q:=1 /sqrt( 1 +2*n*( 1 -Hw/(Dw*t)));

118. V:=Dw*(l+(Q-l)/(n*Q)-(Hw*Q)/(Dw*t));if Vm<V then Vm:=V;

119. Um:=Umpp+UmskW+Umpor+UmOsW; if a>l then t:=t+tOs/2 else t:=b+tOs;n:=(165|cRw*Hvv)/(27*Um);

120. Q :=1 / sqrt( 1 +2 * n* (1 -Hvv/(D vv* t)));

121. V :=D vv * (1 +(Q-1)/(n* Q)-(H vv * Q)/(D w* t));1. Eotr:=V*V*Um/2;1. Ropor:=RoporMax;

122. ОСНОВНОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭКРАН ПРОГРАММЫs ,

123. Пензенский государственный университет-"Рж чс ПШЯ UpOJ рЛ }1>1<1# 1плрлметро^ * . взрывпогЗ -.прессов липя и s ллрно-волновои активна пи1. Рассчитать1. Помощь1. Выход„ II'«и» .

124. Россия. П^тоа. Пензенский госуарстЕенный университет, кау. ''Сварочное производстве»и1. J3? Исс/лвд««агелк1. ОШШ1. Загрузить Сохранить1. М«нн1. ГРассчнтать I1. Печать

125. Взрывчатое вещество | Пресс порошок Пластина-поршень | Основание и грунт J Результаты расчета j г XAFAKTEPI 1СXIПСА ПЛАСТ! ШЫ-ПОРШНЯ г ХАРАКТЕРИСТИКА СТЕНКИ КОНТЕЙНЕРА1. ЮтальТо 31.' .

126. Платность runt тины поршня. г/смЗП

127. Толщина пластины поршня, мм3;0 . Zl

128. Зачор между контейнером н поршнем, мм1. Сталь10 J1. Плотность металла, г смЗj . "1. Толщина стенки, мм1. Ввести данные1. Рисунок 2

129. ЭКРАНЫ ВЫВОДА РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙй? Исследователь1. Зягру-шть1. Сохранить1. Меню1. Рассчитать1. Печать

130. Взрывчатое вещество | Пресс порошок Пластина-поршень . Основание и грунт Результаты расчета |

131. Аммонит 6ЖВ ЦГС-19 Сталь 10 СтальЮ Vmax. м/с = 107

132. D. м/с = 3600 h, мм= 3 h, мм= 16 h, мм = 34 Еобщ, МДж/м2 = 8,5

133. Нвв, мм = 40 р,г/смЗ = 4,2 Контейнер Еуд, % = 0,1р, гУсмЗ = 0,75 '1. Сталь 10 Суглинок Еотр, % = 99,9h, мм = 3 р, г/смЗ =7,4732. Сталь 10 h, мм= 1 ф" Ре»ультаты расчета- ПК

134. Режим квазистатического прессования200 180 160 140 120 100 80 60 40

135. Изменение скорости от времени•