Тольяттинский государственный университет, Тольятти, Россия:

А. И. Ковтунов, профессор, докт. техн. наук
Ю. Ю. Хохлов, заведующий лабораторией, эл. почта: y.y.khokhlov@rambler.ru
С. В. Мямин, инженер II категории, профессор, докт. техн. наук

Пеноалюминий находит все более широкое применение в промышленности благодаря низкой плотности, способности поглощать акустические и электромагнитные колебания, возможности деформироваться при постоянной нагрузке. Применение пеноалюминия сдерживается его основным недостатком — низкой прочностью. Использование вместо пеноалюминия слоистого композиционного материала пеноалюминий – титан позволяет значительно повысить прочностные свойства изделий. Перспективным способом производства слоистых композиционных материалов пеноалюминий – титан является жидкофазная пропитка алюминиевым расплавом формы, заполненной водорастворимыми гранулами, обеспечивающими формирование пористой структуры, с установленными титановыми пластинами. Для обеспечения адгезионной связи между титаном и пористым алюминием титан предварительно покрывают слоем алюминия и активируют флюсом системы KF – AlF₃ эвтектической концентрации. Проведенные исследования показали, что предложенная технология обеспечивает формирование слоистых композиционных материалов с хорошей адгезионной связью. Испытания при сжатии образцов слоистого композиционного материала с установленными двумя титановыми пластинами толщиной 1 мм показали, что предел прочности повышается в 2–2,5 раза в зависимости от толщины пористого алюминиевого слоя и размера гранул, применяемых для формирования пористого слоя. Использование слоистого композиционного материала, как показали проведенные исследования, повышает плотность изделий. Увеличение размера используемых водорастворимых гранул и уменьшение толщи ны пористого слоя приводят к снижению пористости материала и, как следствие, повышению плотности композита. Прочность сцепления титана с алюминием при производстве композиционных материалов по предложенной технологии, определяемая отрывом слоев композита, — не ниже 65 МПа.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках государственного задания № 11.6065.2017/8.9.

1. Андреев Д. А. Пеноалюминий: настоящее и будущее // Технология легких сплавов. 2006. № 4. С. 192–195.
2. Banhart J. Metal foams: production and stability // Advanced Engineering Materials. 2006. Vol. 8. P. 781–794.
3. Lefebvre B. L.-Ph., Banhart J., Dunand D. C. Porous metals and metallic foams: current status and recent develop ments // Advanced Engineering Materials. 2008. Vol. 10. P. 775–787.
4. Banhart J. Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams // Progress in Materials Science. 2001. Vol. 46. P. 559–632.
5. Аксенов А. А., Шуваткин Р. К., Ким Е. Д., Мансуров Ю. Н., Кадырова Д. С. и др. Моделирование процесса пенообразования в алюминиевых сплавах // Научные исследования. 2016. № 4 (5). С. 5–11.
6. Аксенов А. А., Мансуров Ю. Н., Иванов Д. О., Кадырова Д. С. Пеноалюминий для малого бизнеса Дальнего Востока // Цветные металлы. 2017. № 4. С. 81–85. DOI: 10.17580/tsm.2017.04.12.
7. Аксенов А. А., Иванов Д. О., Мансуров Ю. Н., Шуваткин Р. К., Ким Е. Д. и др. Условия получения качественного пеноалюминия // Juvenis Scientia. 2016. № 3. С. 23–26.
8. Романов В. С. Пеноалюминий: PRO ET CONTRA // Технология легких сплавов. 2006. № 1/2. С. 212, 213.
9. Полькин И. С. Пеноалюминий будущего — пенокомпозит // Технология легких сплавов. 2006. № 1/2. С. 210, 211.
10. Комаров С. В., Ивашкин А. И. Пеноалюминий и сотовые конструкции как альтернатива древесине в транспортных контейнерах для отработавшего ядерного топлива // Русский инженер. 2012. № 2(33). С. 62–65.
11. Ковтунов А. И., Хохлов Ю. Ю., Мямин С. В. Технология формирования слоистых композиционных материалов системы титан – пеноалюминий // Металлург. 2015. № 4. С. 60, 61.
12. Ковтунов А. И., Мямин С. В. Исследование технологических и механических свойств слоистых титано-алюминиевых композиционных материалов, полученных жидкофазным способом // Авиационные материалы и технологии. 2013. № 1. С. 9–12.
13. Ковтунов А. И., Хохлов Ю. Ю., Мямин С. В. Исследование процессов смачивания и растекания алюминия по титану при формировании композиционных материалов пеноалюминий – титан // Цветные металлы.2017. № 6. С. 74–78. DOI: 10.17580/tsm.2017.06.12.
14. Шашкин О. В. Вакуумная контейнерная пайка титановых и титаноалюминиевых конструкций припоями на основе алюминия : дис. … канд. техн. наук. — Тольятти, 2006. —164 с.
15. Raghavan V. Al – Ti (Aluminum – Titanium) // J. Phase Equilib. Diffus. 2005. Vol. 26, No. 2. P. 171, 172.