Структура и свойства порошков, полученных электродиспергированием чистых вольфрамовых металлоотходов в дистиллированной воде

   Цель. Исследование состава, структуры и свойств порошковых материалов, полученных электродиспергированием отходов вольфрама марки ВА в кислородсодержащей среде – дистиллированной воде.

   Методы. Для определения состава, структуры и свойств порошковых материалов были исследованы образцы порошков, полученных из отходов вольфрама марки ВА. Порошковый материал был получен электроэрозионным диспергированием в воде дистиллированной. Микроанализ частиц порошка был проведен с помощью растрового электронного микроскопа, анализ распределения по размерам частиц порошка получен с помощью анализатора размеров частиц, рентгеноспектральный микроанализ частиц порошка проведен с помощью энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения, встроенного в растровый электронный микроскоп, анализ фазового состава частиц порошка проведен с помощью рентгеновской дифракции на дифрактометре.

   Результаты. В ходе исследования было выявлено, что форма частиц полученных порошковых вольфрамовых материалов сферическая и эллиптическая, также на увеличении отмечены агломераты частиц более мелкого размера. В составе порошковых материалов присутствуют кислород и вольфрам, при этом совместных структурных составляющих не отмечено. В фазовом составе отмечены фазы чистого вольфрама в α- и β-модификациях. Из анализа гранулометрической гистограммы следует, что разброс частиц по размерам варьируется в интервале 0,092–62,59 мкм, средний же диаметр частиц составил 5,73 мкм.

   Заключение. Полученные результаты исследований могут быть использованы для разработки нового тяжелого псевдосплава с использованием металлоотходов дорогостоящего сырья методом электроэрозионного диспергирования с последующим совершенствованием и оптимизацией состава и структуры сплава.

1. Вальтер А. И., Кожевников Л. С. Сравнение структуры и механических свойств вольфрамового тяжелого сплава ВНЖ95 при твердофазном и жидкофазном спекании // Эпоха науки. 2024. № 37. С. 27–30. EDN: VSPMHY

2. Псевдосплавы на основе вольфрама для защиты от ионизирующего излучения, полученные с использованием механоактивированных прекурсоров / Т. Ф. Григорьева, Л. Н. Дьячкова, А. Ф. Ильющенко, В. А. Осипов, С. В. Восмериков, Е. Т. Девяткина // Технологическое обеспечение машиностроительных производств : сборник статей Международной научно-технической конференции. Могилев: Белорусско-Российский ун-т, 2024. С. 6–12. EDN: XYKGBK

3. Электрохимическая переработка тяжелого сплава W-Ni-Fe постоянным и переменным током в аммиачно-щелочных растворах / О. Г. Кузнецова, А. М. Левин, М. А. Севостьянов, О. И. Цыбин, А. О. Больших // Металлы. 2021. № 3. С. 21–29. EDN: SAKYIJ

4. Электрохимический синтез наноструктурных порошков оксидов вольфрама и молибдена при электролизе переменным асимметричным синусоидальным током в растворе калиевой щелочи / Ю. А. Абраменко, В. В. Демьян, И. Ю. Жукова, Е. Н. Панина // Актуальные проблемы науки и техники : доклады национальной научно-практической конференции. Ростов н/Д: Донской гос. технический ун-т, 2017. С. 178–179. EDN: XBZJJF

5. Савич В. В. Псевдосплавы: преимущества перед традиционными материалами // Приборостроение – 2022 : материалы 15-й Международной научно-технической конференции. Минск: Белорусский нац. технический ун-т, 2022. С. 328–331. EDN: CFUIGP

6. Агеева А. Е., Локтионова О. Г., Улитин Д. А. Рентгенофлуоресцентный анализ элементного состава металлоотходов вольфрама, никеля и меди // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 13, № 4. С. 20–31. EDN: TADUVD

7. Кубанова А. Н., Гвоздев А. Е. История развития порошковой металлургии и ее применение в современных технологиях // Чебышевский сборник. 2021. Т. 22, № 2 (78). С. 437–448. EDN: RLPLOH

8. Шишулин А. В., Шишулина А. В. Равновесный фазовый состав и взаимная растворимость компонентов в наночастицах фрактальной формы тяжелого псевдосплава W-CR // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2019. № 11. С. 380–388. EDN: DGJHTM

9. Исследование порошковых материалов псевдосплава W-CU / М. Г. Криницын, А. С. Первиков, Н. Е. Торопков, М. И. Лернер // Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики – 2021 : материалы XI Всероссийской научной конференции с международным участием / под ред. М. Ю. Орлова. Томск: Нац. исслед. Томский гос. ун-т, 2022. С. 373–377. EDN: QLPREX

10. Бреки А. Д., Толочко О. В., Стариков Н. Е. Оценка влияния жидкого смазочного композиционного материала с наночастицами геомодификатора на трение в подшипниковом узле // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2015. № 3(16). С. 17–23. EDN: UZCDRR

11. W-Cu composites with submicron-and nanostructures: progress and challenges / C. Hou, Xiaoyang Song, F. Tang, Yurong Li, L. Cao, Jie Wang, Z. Nie // NPG Asia Materials. 2019. Vol. 11, no. 1. P. 1–20. EDN: QXPMTE

12. Грязнов М., Самохин А., Чувильдеев В. Получение композитного порошка системы W-Ni-Fe со сферической формой частиц и исследование возможности его использования в технологии послойного лазерного сплавления // Физика и химия обработки материалов. 2022. № 3. С. 54–66. EDN: UERDWV

13. Структура, фазовый состав и триботехнические свойства псевдосплавов различных составов, напыленных методом высокоскоростной металлизации / В. А. Кукареко, Е. В. Астрашаб, М. А. Белоцерковский, А. Н. Григорчик, А. В. Сосновский // Современные методы и технологии создания и обработки материалов : сборник научных трудов. Минск: ФТИ НАН Белоруссии, 2019. С. 51–58. EDN: PXBXUZ

14. Патент 2449859 Российская Федерация, МПК С22F 9/14, С23Н 1/02, B82Y 40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов / Агеев Е. В., Семенихин Б. А., Латыпов Р. А., Аниканов В. И.; заявитель и патентообладатель Юго-Западный гос. ун-т. № 2010104316/02; заявл. 08. 02. 2010; опубл. 10. 05. 2012, Бюл. № 13.

15. Кузнецова О. Г., Левин А. М., Севостьянов М. А. Модернизация электрохимической переработки тяжелых вольфрамовых сплавов с помощью переменного тока // Новые материалы и перспективные технологии. Шестой междисциплинарный научный форум с международным участием. М.: Центр научно-технических решений, 2020. С. 433–437. EDN: CHJJXP

16. Фетисов Г. В. Рентгеновские дифракционные методы структурной диагностики материалов: прогресс и достижения // Успехи физических наук. 2020. Т. 190, № 1. С. 2–36. EDN: RJBIAY

17. Структурно-фазовое состояние теплостойкого сплава высокой твердости, сформированного плазменной наплавкой в среде азота и высокотемпературным отпуском / Н. Н. Малушин, Д. А. Романов, А. П. Ковалев, В. Л. Осетковский, Л. П. Бащенко // Известия вузов. Физика. 2019. Т. 62, № 10 (742). С. 106–111. EDN: OASPJR

18. Плесовских А. Ю., Крылова С. Е. Исследование структуры и свойств износостойкого газотермического покрытия с содержанием вольфрама // Frontier Materials & Technologies. 2023. № 2. С. 89–101. EDN: UQIPRW

19. Давыдов С. В., Горленко А. О. Композиционные градиентные структуры в функциональных вольфрамовых покрытиях углеродистых сталей // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2020. № 2 (104). С. 28–31. EDN: RNQCTI

20. Kiss A. B. Thermoanalytical study of the composition of β-tungsten // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 1998. Vol. 54, no. 3. P. 815–824. doi: 10.1023/A:1010143904328