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

Цель. Исследование состава, структуры и свойств порошковых материалов, полученных электродиспергированием отходов никеля марки ПНК-0Т1 в кислородсодержащей среде – дистиллированной воде.

Методы. Для определения состава, структуры и свойств порошковых материалов были исследованы образцы порошков, полученных из отходов никеля марки ПНК-0Т1. 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 никелевых порошков сферическая и эллиптическая, также на увеличении отмечены агломераты частиц более мелкого размера. В составе порошковых материалов присутствует кислород и никель. В фазовом составе отмечены фазы чистого никеля и оксида никеля NiO. Из анализа гранулометрической гистограммы следует, что разброс частиц по размерам варьируется в интервале 0,26–18,62 мкм, средний объемный диаметр частиц составил 5,2 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. Кузнецова О. Г., Левин А. М., Севостьянов М. А. Получение микродисперсного железоникелевого порошка в процессе электрохимической переработки тяжелых вольфрамовых сплавов типа ВНЖ // Труды Кольского научного центра РАН. Химия и металловедение. Вып. 5. 2021. Т. 12, № 2. С. 148–153. https://doi.org/10.37614/2307-5252.2021.2.5.030, EDN JXRCTM

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. https://doi.org/10.21869/2223-1528-2023-13-4-20-31, 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: Томский гос. ун-т, 2022. С. 373–377. EDN QLPREX

10. Получение износостойких порошков из отходов твердых сплавов / Е. В. Агеев, В. Н. Гадалов, Б. А. Семенихин, Е. В. Агеева, Р. А. Латыпова // Заготовительные производства в машиностроении. 2010. № 12. С. 39–44. EDN NBXQRT

11. Получение и исследование порошков из отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов электроэрозионным диспергированием / Е. В. Агеев, Р. А. Латыпов, Е. В. Агеева, А. А. Давыдов. Курск: ИП Горохов Александр Анатольевич, 2013. 200 с. EDN RZROAL

12. Исследование алюминиевого порошка, полученного методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде / Р. А. Латыпов, Е. В. Агеев, Е. В. Агеева, Е. П. Новиков // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. № 4. С. 19–22. EDN VSKPXR

13. Агеева Е. В., Хорьякова Н. М., Агеев Е. В. Получение и исследование композиционных медных гальванических покрытий, модифицированных медными электроэрозионными порошками микро- и нанофракций. Курск: Университетская книга, 2016. 131 с. EDN VJFDSX

14. Electroerosion micro- and nanopowders for the production of hard alloys / R. A. Latypov, G. R. Latypova, E. V. Ageeva, O. V. Kruglyakov // Russian Metallurgy (Metally). 2016. Vol. 2016, no. 6. P. 547–549. https://doi.org/10.1134/S0036029516060082, EDN XFGHZN

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. Влияние никеля на состав, структуру и свойства покрытий Ti-Cr-N / А. В. Черногор, И. В. Блинков, Д. С. Белов, В. С. Сергевнин, А. П. Демиров // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2023. Т. 17, № 1. С. 63–74. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2023-1-63-74, EDN PWHHPO

20. Жиров Д. К. Исследование влияния времени механоактивации в центробежной мельнице на характеристики порошков оксида никеля // Химическая физика и мезоскопия. 2021.

21. Т. 23, № 3. С. 346–352. https://doi.org/10.15350/17270529.2021.3.31, EDN RAMIEB