Для изготовления кермета Al–Al2O3 с гетерогенной гранульно-слоистой структурой проводили смешивание в планетарной мельнице в режиме механического легирования чешуйчатого алюминиевого порошка марки ПАП-2 с плазмохимическим алюмооксидным порошком (ПХАП), состоящим из нанотолщинных пластинчатых агломератов. Полученную шихту, состоящую из слоистых гранул, включающих чередующиеся алюмооксидные и алюминиевые слои, прессовали под давлением 700 МПа. Спекание сырых заготовок проводили в вакууме (разрежение – 10–5 мм рт. ст.) при температуре 650 ? в течение 1 ч. Содержание в составе кермета алюмооксидного компонента в количестве 15 масс. % обеспечивало сочетание невысокой плотности – 2,54 г/см3 со значительными показателями его механических свойств (прочность при изгибе – 280 МПа, при осевом сжатии – 350 МПа, трещиностойкость – 8,5 МПа?м1/2, микротвердость – 1070 МПа) в результате достижения компромисса между пластичностью этого композита и его твердостью. Кермет может быть использован в качестве легких элементов бронезащиты, износостойких элементов и специального абразивного инструмента.
Дмитрий Алексеевич Иванов – доктор технических наук, профессор образовательного центра «Новые материалы и производственные технологии», Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
Мария Борисовна Афонина – кандидат технических наук, доцент образовательного центра «Новые материалы и производственные технологии», Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
Алексей Владимирович Шалин – кандидат технических наук, доцент образовательного центра «Новые материалы и производственные технологии», Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
Сергей Михайлович Сарычев – кандидат технических наук, доцент образовательного центра «Новые материалы и производственные технологии», Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
1. Конопацкий А. С., Юсупов Х. У., Corthay S. и др. Высокопрочные композиционные материалы на основе алюминия, упрочненные микро- и наноструктурами (миниобзор) // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2018. № 4. С. 62 – 72. URL: https://doi.org/10.17073/1997-308X-2018-4-62-72
2. Черник Г. Г., Фокина Е. Л., Будим Н. И. и др. Измельчение и механическое легирование в планетарных мельницах // Наноиндустрия. 2007. № 5. С. 32 – 35.
3. Lina F., Rena M., Wua H., et al. Effects of TiB2 content on microstructural evolution, microhardness and tribological behaviours of Al matrix composites reinforced with TiB2 particles // Ceramics International. 2024. V. 50, No. 4. P. 11049 – 11059. URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.01.006
4. Freund R., J?gle E. A. Processing TiC nanoparticle reinforced aluminum matrix composites in PBF-LB: Powder blending approach, particle sintering, precipitation and grain refinement // Materials & Design. 2024. V. 248, No. 12. P. 113490. URL: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2024.113490
5. Guan L., Cao H., Su Y., et al. Enhanced strength–ductility synergy of SiC particles reinforced aluminum matrix composite via dual configuration design of reinforcement and matrix // Materials & Design. 2024. V. 245, No. 9. P. 113186. URL: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2024.113186
6. Yao H., Xu X., Luo Y., et al. Microstructure and properties of a HIP manufactured SiCp reinforced high alloyed Al–Zn–Mg–Cu–Zr–Ti aluminum matrix composite // Journal of Materials Research and Technology. 2024. V. 30, No. 5–6. P. 4856 – 4867. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.04.190
7. Zhou J., Ning K., Zhuang J., et al. Synthesis of a novel aluminum matrix composite reinforced by carbon nanoparticles // Journal of Materials Research and Technology. 2024. V. 32, No. 9–10. P. 452 – 456. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.07.203
8. Aborkin A., Babin D., Zalesnov A., et al. Effect of ceramic coating on carbon nanotubes interaction with matrix material and mechanical properties of aluminum matrix nanocomposite // Ceramics International. 2020. V. 46, No. 8. P. 19256 – 19263. URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.04.264
9. Yang S., Gao X., Li W., et al. Corrigendum to effects of the graphene content on mechanical properties and corrosion resistance of aluminum matrix composite // Journal of Materials Research and Technology. 2024. V. 30, No. 5–6. P. 1056. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.03.081
10. Gaoa X., Aia D., Zhanga J., et al. Interfacial structure and strengthening mechanisms of NiO-coated graphene reinforced aluminum matrix composites // Journal of Materials Research and Technology. 2025. V. 35, No. 3–4. P. 1494 – 1503. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.12.102
11. Salifu S., Olubambi P. A. Influence of HEA reinforcement on pulse electric current sintered aluminium composites: microstructure, density, and nanomechanical properties // Materials Letters. 2025. V. 378, No. 1. P. 137563. URL: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2024.137563
12. Zhua D., Chena T., Jina X., et al. Quasi-static and dynamic deformation of aluminum matrix composites reinforced by core-shell Al35Ti15Cu10Mn20Cr20 high-entropy alloy particulates // Journal of Materials Research and Technology. 2024. V. 30, No. 5–6. P. 1009 – 1019. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.03.119
13. Ogunbiyi O., Jamiru T., Akinwande A. A. Mechanical and wear characteristics of aluminium-7068-composites structurally modified with medium-entropy-alloy // Materials Today Communications. 2025. V. 42, No. 1. P. 111169. URL: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.111169
14. Wang H. M., Su W. X., Liu J. Q., et al. Microstructure and properties of FeCoNiCrMn and Al2O3 hybrid particle-reinforced aluminum matrix composites fabricated by microwave sintering // Journal of Materials Research and Technology. 2023. V. 24, No. 5–6. P. 8618 – 8634. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.05.100
15. Иванов Д. А., Ситников А. И., Шляпин С. Д. Композиционные материалы. М.: Юрайт, 2024. С. 253. URL: https://urait.ru/bcode/542670
16. Шевченко В. Я., Баринов С. М. Техническая керамика. М.: Наука, 1993. С. 187.
17. Химическая технология керамики / под ред. проф. И. Я. Гузмана. М.: ООО РИФ «Стройматериалы», 2003. С. 496.
18. Ivanov D. A. Investigation of physical-mechanical properties and structure of layered cermet Al–Al2O3–Al4C3 // Refractories and Industrial Ceramics. 2020. V. 61, No. 4. P. 393 – 398. URL: https://doi.org/10.1007/s11148-020-00491-3
19. Ivanov D. A., Shlyapin S. D., Valiano G. E. Studies of the fracture mechanism for an Al-Al4C3-Al2O3 aluminum matrix dispersion-hardened composite with layered structure under static and impact loading // Russian Journal of Non-ferrous Metals. 2021. V. 62, No. 3. P. 349 – 356. URL: https://doi.org/10.3103/S1067821221030093
20. Баринов С. М., Шевченко В. Я. Прочность технической керамики. М.: Наука, 1996. С. 159.
21. Ivanov D. A., Tarasov D. A., Kudryash M. N., et al. Physical-mechanical properties and structural features of an Al - ?-Al2O3 cermet obtained using corundum microspheres by sintering in vacuum // Refractories and Industrial Ceramics. 2022. V. 63, No. 2. P. 209 – 214.URL: https://doi.org/10.1007/s11148-022-00708-7
22. Золоторевский В. С. Механические испытания и свойства металлов. М.: Металлургия, 1974. С. 303.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
700 руб
DOI: 10.14489/glc.2026.03.pp.030-040
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
