RU2440433C1 - Aluminium-based nanostructure composite material - Google Patents
Aluminium-based nanostructure composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2440433C1 RU2440433C1 RU2010143282/02A RU2010143282A RU2440433C1 RU 2440433 C1 RU2440433 C1 RU 2440433C1 RU 2010143282/02 A RU2010143282/02 A RU 2010143282/02A RU 2010143282 A RU2010143282 A RU 2010143282A RU 2440433 C1 RU2440433 C1 RU 2440433C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strength
- fullerene
- composite material
- aluminum
- aluminum alloy
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 28
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title abstract description 9
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 12
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 28
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 17
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 3
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 229910001148 Al-Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 B 4 C Inorganic materials 0.000 description 1
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynemethyl(alumanylidynemethylalumanylidenemethylidene)alumane Chemical compound [Al]#C[Al]=C=[Al]C#[Al] CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002113 nanodiamond Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным высокопрочным композиционным материалам на основе алюминия, используемым в различных технических областях, преимущественно как конструкционные материалы в авиакосмической и транспортной промышленности.The invention relates to powder metallurgy, in particular to sintered high-strength composite materials based on aluminum, used in various technical fields, mainly as structural materials in the aerospace and transport industries.
В технике широко применяют материалы марки САП (Спеченный алюминиевый порошок), получаемые спеканием частично окисленных алюминиевых порошков (Физико-химические основы производства полуфабрикатов из спеченных алюминиевых порошков. Учебник для ВУЗов. Под редакцией - Шеламов В.А., Литвинцев А.И., - М.: Металлургия, 1970. - 280 с.). Созданные на поверхности частиц оксидные пленки в процессе спекания образуют несущий нагрузку каркас, благодаря которому увеличивается прочность и жесткость самого материала. Такие материалы обладают сравнительно большой плотностью, а их прочность (обычно 280÷420 МПа) ограничивается прочностью оксидных пленок и плохой сопряженностью пленок с металлической матрицей. Удельная прочность САП, определяемая отношением предела прочности к плотности, находится в пределах 10÷15 км.Materials widely used in the technique are SAP (Sintered Aluminum Powder) materials obtained by sintering partially oxidized aluminum powders (Physicochemical principles for the production of semi-finished products from sintered aluminum powders. Textbook for universities. Edited by V. Shelamov, A. Litvintsev, - M.: Metallurgy, 1970. - 280 p.). The oxide films created on the surface of the particles during sintering form a load-bearing skeleton, which increases the strength and stiffness of the material itself. Such materials have a relatively high density, and their strength (usually 280 ÷ 420 MPa) is limited by the strength of oxide films and poor conjugation of films with a metal matrix. The specific strength of the SAP, determined by the ratio of tensile strength to density, is within 10 ÷ 15 km.
В последние два десятилетия появился новый тип материала, который основан на армировании алюминиевой матрицы керамическими частицами. Для армирования применяют частицы (или волокна) карбида кремния, оксида алюминия, борида титана, карбида бора и т.п., в результате чего достигают увеличение прочности и повышение значения модуля Юнга (статья T.W.Clyne and P.J.Withers: An Introduction to Metal-Matrix Composites, Cambridge Solid-state Science Series, Cambridge University Press, 1993, pp.318-359; патенты РФ №2159823, С22С 1/10, 23.03.1996; США №7087202, B22F 3/12, 08.08.2006; США №6290748, С22С 1/10, 18.09.2001). Прочность получаемых композитов зависит от объемной доли упрочняющих частиц. Обычно их вводят (методом порошковой металлургии или перемешивают с расплавленным металлом) в алюминиевый сплав в количестве 10÷50% и получают композиционные материалы с пределом прочности 500÷620 МПа, плотностью 2840÷2940 кг/м3 и, соответственно, удельной прочностью 18÷22 км.In the last two decades, a new type of material has appeared, which is based on the reinforcement of an aluminum matrix with ceramic particles. Particles (or fibers) of silicon carbide, aluminum oxide, titanium boride, boron carbide, etc., are used for reinforcement, resulting in an increase in strength and an increase in Young's modulus (TWClyne and PJWithers: An Introduction to Metal-Matrix Composites, Cambridge Solid-state Science Series, Cambridge University Press, 1993, pp. 318-359; RF patents No. 21589823, C22C 1/10, 03.23.1996; US No. 7087202, B22F 3/12, 08.08.2006; US No. 6290748, C22C 1/10, 09/18/2001). The strength of the resulting composites depends on the volume fraction of hardening particles. Usually they are introduced (by powder metallurgy or mixed with molten metal) into an aluminum alloy in an amount of 10 ÷ 50% and composite materials are obtained with a tensile strength of 500 ÷ 620 MPa, a density of 2840 ÷ 2940 kg / m 3 and, accordingly, a specific strength of 18 ÷ 22 km.
В композитах размеры структурных элементов - керамических частиц и металлических зерен - находятся в пределах от 0.1 до 50 мкм. В сущности, эти композиты представляют собой механическую смесь, а их поведение хорошо описывается дислокационной теорией прочности. При деформации композиционного материала зародившиеся в его зернах дислокации не в состоянии перерезать более прочные частицы и поэтому вынуждены обходить их неконсервативным путем, затрачивая определенную энергию. Ключевым фактором в этом процессе является не прочность самих частиц, а состояние поверхности между частицей и металлической матрицей. Если параметры кристаллических решеток керамической частицы и металлической матрицы сильно различаются (в этом случае говорят, что решетки несопряженные), то разрушение происходит по границам раздела между частицами и матрицей. Более подробно этот механизм рассмотрен в книге (Штремель М.А. Прочность сплавов. М.: Металлургия, 1997. Ч.2: Деформация. - 527 с.).In composites, the sizes of structural elements — ceramic particles and metal grains — are in the range from 0.1 to 50 μm. In essence, these composites are a mechanical mixture, and their behavior is well described by the dislocation theory of strength. During the deformation of the composite material, the dislocations originating in its grains are not able to cut stronger particles and therefore are forced to bypass them in a non-conservative way, spending a certain amount of energy. The key factor in this process is not the strength of the particles themselves, but the state of the surface between the particle and the metal matrix. If the crystal lattice parameters of a ceramic particle and a metal matrix are very different (in this case they say that the lattices are non-conjugated), then the destruction occurs along the interfaces between the particles and the matrix. In more detail, this mechanism is considered in the book (Stremel M.A. Strength of alloys. M: Metallurgy, 1997. Part 2: Deformation. - 527 p.).
Новый качественный скачок в увеличении механических свойств металломатричных композитов произошел при переходе к наноструктурным материалам.A new qualitative leap in increasing the mechanical properties of metal matrix composites occurred during the transition to nanostructured materials.
Известны композиционные материалы, состоящие из наноструктурного алюминиевого сплава и упрочняющих наночастиц: Al2O3, В4С, TiB2, TiC, SiC, наноалмазов, углеродных нанотрубок и др. (патенты США №6630008, С22С 001/05, 07.10.2003; №7217311, B22F 9/20, 15.05.2007; пат. Болгарии №50504, С22С 1/04, 14.08.1992). В этих наноструктурных композитах зерна алюминиевого сплава имеют размеры от 20 до 300 нм, а размеры керамических частиц находятся в пределах 5÷100 нм. Наноструктурные композиционные материалы отличаются более высокой прочностью - 700÷900 МПа, имеют плотность 2800÷2900 кг/м3 и удельную прочность 24÷32 км.Composite materials are known, consisting of a nanostructured aluminum alloy and reinforcing nanoparticles: Al 2 O 3 , B 4 C, TiB 2 , TiC, SiC, nanodiamonds, carbon nanotubes, etc. (US patents No. 6630008, C22C 001/05, 10/07/2003 ; No. 7217311, B22F 9/20, 05/15/2007; Pat. Of Bulgaria No. 50504, C22C 1/04, 08/14/1992). In these nanostructured composites, grains of aluminum alloy have sizes from 20 to 300 nm, and the sizes of ceramic particles are in the range of 5–100 nm. Nanostructured composite materials are characterized by higher strength - 700 ÷ 900 MPa, have a density of 2800 ÷ 2900 kg / m 3 and a specific strength of 24 ÷ 32 km.
В наноструктурных композиционных материалах уменьшение размеров зерен металлической матрицы и керамических частиц до нанометровых приводит к изменению физических механизмов деформации и разрушения наноматериалов. Поскольку зарождение и движение дислокации в наноструктурных элементах материала (зернах, частицах) запрещены, то его деформация происходит путем проскальзывания зерен металлической матрицы относительно друг друга. Роль упрочняющих частиц в этом случае сводится к тому, что они:In nanostructured composite materials, a decrease in the grain size of the metal matrix and ceramic particles to nanometer leads to a change in the physical mechanisms of deformation and destruction of nanomaterials. Since the nucleation and motion of a dislocation in nanostructured material elements (grains, particles) are forbidden, its deformation occurs by slipping grains of the metal matrix relative to each other. The role of reinforcing particles in this case is reduced to the fact that they:
а) при изготовлении наноструктурного композита замедляют рекристаллизацию металлической матрицы (этот процесс является одной из нерешенных проблем получения компактных наноматериалов);a) in the manufacture of a nanostructured composite, the recrystallization of the metal matrix is slowed down (this process is one of the unresolved problems of producing compact nanomaterials);
б) при воздействии на нанокомпозит механической нагрузки препятствуют проскальзыванию металлических зерен относительно друг друга, являясь своеобразными механическими «стопорами».b) when the nanocomposite is subjected to mechanical load, metal grains are prevented from slipping relative to each other, being a kind of mechanical “stoppers”.
Известны также работы, в которых были исследованы пленки фуллерена С60, напыленные на поверхности (111) и (110) монокристалла алюминия в высоком вакууме (A.J.Maxwell at al., Phys. Rew. В v.52, №8, pp R5546-R5549 (1995); D.W.Owens at al., Phys. Rew. В v.51, №23, pp 17068-17072 (1995); A.J.Maxwell at al., Phys. Rew. B, v.57, №12, pp 7312-7326 (1998)). В указанных работах изучено строение и транспортные свойства планарных монослойных пленок фуллерена применительно к задачам микро- и оптоэлектроники. Механические свойства этих объектов неизвестны и, кроме того, для конструкционных целей необходимо располагать заготовками материалов достаточно большого объема.Also known are works in which C 60 fullerene films deposited on the surfaces of (111) and (110) aluminum single crystals in high vacuum were studied (AJ Maxwell at al., Phys. Rew. In v.52, No. 8, pp R5546-R5549 (1995); DWOwens at al., Phys. Rew. B v. 51, No. 23, pp 17068-17072 (1995); AJ Maxwell at al., Phys. Rew. B, v. 57, No. 12, pp 7312- 7326 (1998)). In these works, the structure and transport properties of planar monolayer fullerene films were studied as applied to problems of micro- and optoelectronics. The mechanical properties of these objects are unknown and, in addition, for structural purposes, it is necessary to have material blanks of a sufficiently large volume.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является заявка WO 2006/076260 A1, B22F 3/105, 20.07.2006 «Синтез объемных высокоплотных наноструктурных металлов и металломатричных композитов».Closest to the invention in technical essence and the achieved result is the application WO 2006/076260 A1, B22F 3/105, 07/20/2006 "Synthesis of bulk high-density nanostructured metals and metal matrix composites."
В прототипе описан способ получения наноструктурного композиционного материала на основе алюминия, содержащего один из 24 перечисленных металлов или их комбинаций, и упрочняющих частиц, выбранных из ряда: Al2O3, AlN, SiC, B4C, включающий криоразмол порошков алюминиевого сплава и упрочняющих частиц, дегазацию активированной смеси порошков и ее последующую консолидацию методом электроразрядного спекания.The prototype describes a method for producing a nanostructured composite material based on aluminum, containing one of 24 listed metals or their combinations, and reinforcing particles selected from the series: Al 2 O 3 , AlN, SiC, B 4 C, including cryo-grinding of aluminum alloy powders and reinforcing particles, degassing an activated mixture of powders and its subsequent consolidation by electrodischarge sintering.
Под термином «криоразмол» понимается механическое измельчение материала при температуре жидкого азота или ниже этой температуры.The term "cryorazole" refers to the mechanical grinding of the material at a temperature of liquid nitrogen or below this temperature.
Полученный по прототипу наноструктурный композиционный материал состоит из сплава алюминия с размерами зерен от 5 до 150 нм, преимущественно 44÷60 нм, и 10% вес. упрочняющих наночастиц Al2O3, AlN, SiC, B4C. Твердость наноструктурного композиционного материала, состоящего из зерен алюминиевого сплава марки 5083 и 10% частиц B4C, измеренная по Виккерсу при нагрузке 2,942 H, составила 288,7÷233,3 HV (2830÷2290 МПа), а плотность - 2640÷2650 кг/м3.Obtained by the prototype nanostructured composite material consists of an aluminum alloy with grain sizes from 5 to 150 nm, mainly 44 ÷ 60 nm, and 10% weight. hardening nanoparticles Al 2 O 3 , AlN, SiC, B 4 C. The hardness of the nanostructured composite material consisting of grains of aluminum alloy grade 5083 and 10% particles of B 4 C, measured according to Vickers at a load of 2.942 H, was 288.7 ÷ 233, 3 HV (2830 ÷ 2290 MPa), and the density is 2640 ÷ 2650 kg / m 3 .
Прочность полученного по прототипу материала не указана. С помощью известной эмпирической зависимости твердости от прочности: HV≈(2.7÷3.0) Sigma, где HV - твердость материала, Sigma - его предел прочности, можно оценить прочность полученного в прототипе материала. Она находится в пределах 763÷1048 МПа, соответственно его удельная прочность равна 29÷39 км.The strength obtained by the prototype material is not specified. Using the well-known empirical dependence of hardness on strength: HV≈ (2.7 ÷ 3.0) Sigma, where HV is the hardness of the material, Sigma is its tensile strength, you can evaluate the strength obtained in the prototype material. It is within 763 ÷ 1048 MPa, respectively, its specific strength is 29 ÷ 39 km.
Недостаточно высокие механические свойства указанного материала обусловлены применением упрочняющих частиц, кристаллическая решетка которых сильно отличается от решетки алюминиевого сплава. Несопряженность решеток, а также большое различие в модулях упругости и коэффициентах термического расширения упрочняющих частиц и металла приводит к их слабому сцеплению с поверхностями нанозерен алюминиевого сплава, что не дает возможность повысить механические свойства композиционного материала.The insufficiently high mechanical properties of this material are due to the use of reinforcing particles, the crystal lattice of which is very different from the lattice of an aluminum alloy. The non-conjugation of the lattices, as well as the large difference in the elastic moduli and thermal expansion coefficients of the reinforcing particles and metal, leads to their weak adhesion to the surfaces of nanograins of aluminum alloy, which makes it impossible to increase the mechanical properties of the composite material.
Если при деформации композиционного материала между зернами нанометровых размеров возникают напряжения сдвига, то зерна будут стремиться проскальзывать относительно друг друга. В этом случае положительная роль упрочняющих частиц заключается в затруднении такого проскальзывания, что должно повысить прочность материала. Однако при возникновении растягивающих напряжений, направленных так, чтобы оторвать одно зерно от другого, прочность нанокомпозита будет определяться только прочностью сцепления металлических зерен друг с другом. Наличие на границах между зернами алюминиевого сплава упрочняющих частиц, не образующих с металлической матрицей достаточно прочных связей, только ухудшит прочность такого сцепления.If shear stresses occur between the nanometer-sized grains during deformation of the composite material, the grains will tend to slip relative to each other. In this case, the positive role of the reinforcing particles lies in the difficulty of such slippage, which should increase the strength of the material. However, in the event of tensile stresses directed so as to tear one grain from another, the strength of the nanocomposite will be determined only by the strength of adhesion of the metal grains to each other. The presence at the boundaries between the grains of an aluminum alloy of reinforcing particles that do not form sufficiently strong bonds with the metal matrix will only worsen the strength of such adhesion.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков и создание наноструктурного композиционного материала на основе алюминия с высокой прочностью, твердостью и удельной прочностью, что позволит расширить его конструкционные возможности.The objective of the invention is to eliminate the above disadvantages and create a nanostructured composite material based on aluminum with high strength, hardness and specific strength, which will expand its structural capabilities.
Указанная цель достигается тем, что в наноструктурном композиционном материале, состоящем из сплава алюминия с размером зерен от 5 до 150 нм и упрочняющих наночастиц, в качестве упрочняющих наночастиц он содержит фуллерен С60 в количестве 0,5÷12 вес.% в молекулярной форме, причем молекулы С60 расположены на поверхности зерен алюминиевого сплава. Другое отличие состоит в том, что алюминиевый сплав имеет плотность 2470÷2650 кг/м3.This goal is achieved by the fact that in the nanostructured composite material consisting of an aluminum alloy with grain sizes from 5 to 150 nm and reinforcing nanoparticles, it contains fullerene C 60 in the amount of 0.5 ÷ 12 wt.% In molecular form as reinforcing nanoparticles, moreover, C 60 molecules are located on the surface of the grains of an aluminum alloy. Another difference is that the aluminum alloy has a density of 2470 ÷ 2650 kg / m 3 .
Отличительным признаком является то, что в качестве упрочняющих наночастиц материал содержит фуллерен С60 в количестве 0,5÷12% в молекулярной форме, причем молекулы фуллерена расположены на поверхности зерен алюминиевого сплава. Еще одним отличительным признаком является то, что алюминиевый сплав имеет плотность 2470-2650 кг/м3.A distinctive feature is that, as strengthening nanoparticles, the material contains C 60 fullerene in an amount of 0.5–12% in molecular form, and fullerene molecules are located on the surface of grains of aluminum alloy. Another distinguishing feature is that the aluminum alloy has a density of 2470-2650 kg / m 3 .
Техническим результатом является увеличение твердости и прочности материала, снижение его плотности и повышение удельной прочности.The technical result is an increase in hardness and strength of the material, a decrease in its density and an increase in specific strength.
В основу изобретения положено новое, не известное ранее явление, которое заключается в том, что молекулы С60 при определенных температурно-силовых условиях образуют с находящимися в сплаве атомами алюминия прочные и стабильные алмазоподобные связи.The basis of the invention is a new, previously unknown phenomenon, which consists in the fact that C 60 molecules under certain temperature and force conditions form strong and stable diamond-like bonds with aluminum atoms in the alloy.
Молекулы фуллерена являются хорошими акцепторами электронов, и помещенные на поверхности зерен алюминиевого сплава способны образовывать с атомами алюминия sp3 связи, которые намного прочнее металлических связей в решетке алюминия. Образовавшиеся алюминий-фуллереновые кластеры обеспечивают прочное соединение нанометровых зерен алюминиевого сплава друг с другом, при этом снимается как проблема сопряженности решеток, так и проблема ориентации поверхностей нанозерен относительно приложенной нагрузки.Fullerene molecules are good electron acceptors, and placed on the surface of grains of aluminum alloy can form sp 3 bonds with aluminum atoms, which are much stronger than metal bonds in the aluminum lattice. The formed aluminum-fullerene clusters provide a strong connection of nanometer grains of aluminum alloy with each other, while both the problem of conjugation of the lattices and the problem of orientation of the surfaces of the nanograins with respect to the applied load are eliminated.
При концентрации фуллерена в материале ниже 0,5 вес.% эффект от его применения незначителен. Механические свойств материала быстро растут при увеличении концентрации С60 от 0,5% до 5% (твердость при этом увеличивается от ≈2000 до ≈4000 МПа), но при дальнейшем повышении концентрации фуллерена до 12% механические свойства повышаются намного медленнее (твердость увеличивается до 5300 МПа). При увеличении концентрации фуллерена сверх 12% материал становится хрупким.When the concentration of fullerene in the material is below 0.5 wt.%, The effect of its use is negligible. The mechanical properties of the material grow rapidly with increasing concentration of C 60 from 0.5% to 5% (the hardness increases from ≈2000 to ≈4000 MPa), but with a further increase in the fullerene concentration to 12%, the mechanical properties increase much more slowly (hardness increases to 5300 MPa). With an increase in fullerene concentration in excess of 12%, the material becomes brittle.
На электронно-микроскопическом изображении поверхности скола материала с 12% фуллерена видно, что на нанометровых зернах алюминиевого сплава сформирована упорядоченная плоская решетка из молекул С60, покрывающая всю поверхность каждого зерна.An electron microscopic image of the cleaved surface of a material with 12% fullerene shows that an ordered flat lattice of C 60 molecules is formed on nanometer grains of an aluminum alloy, covering the entire surface of each grain.
Решетки из металофуллереновых кластеров Al-С60 соединяют поверхности нанозерен сплава и образуют в материале с 12% фуллерена сплошной каркас. При снижении концентрации фуллерена сплошность такого каркаса нарушается, а нанозерна алюминиевого сплава соединяются друг с другом отдельными «островками» и «мостиками» из кластеров Al-С60.Lattices of Al-C 60 metalofullerene clusters connect the surfaces of alloy nanograins and form a continuous framework in the material with 12% fullerene. With a decrease in the fullerene concentration, the continuity of such a framework is violated, and the nanograins of the aluminum alloy are connected to each other by separate "islands" and "bridges" from Al-C 60 clusters.
Как видно из описания, не имеет значения конкретный состав алюминиевого сплава: эффект резкого увеличения прочности при добавлении фуллерена наблюдали для разных марок алюминиевых сплавов. Это объясняется тем, что в наноматериалах механические характеристики зависят от размеров зерен и состояния их границ раздела гораздо сильнее, чем от состава. В предлагаемом изобретении металлические зерна нанометровых размеров соединены друг с другом алюминий-фуллереновыми кластерами, для образования которых необходимо, чтобы основой сплава был алюминий.As can be seen from the description, the specific composition of the aluminum alloy does not matter: the effect of a sharp increase in strength with the addition of fullerene was observed for different grades of aluminum alloys. This is because in nanomaterials the mechanical characteristics depend on the grain size and the state of their interfaces much more than on the composition. In the present invention, metal grains of nanometer sizes are connected to each other by aluminum-fullerene clusters, for the formation of which it is necessary that the basis of the alloy be aluminum.
Однако для повышения удельной прочности, предпочтительно использовать сплавы алюминия с низкой плотностью. Наиболее подходящими являются сплавы Al÷Li (марок 1420, 1430 и др.) или Al-Sc (1570), обладающие плотностью 2470÷2650 кг/м3.However, to increase the specific strength, it is preferable to use low-density aluminum alloys. The most suitable alloys are Al ÷ Li (grades 1420, 1430, etc.) or Al-Sc (1570), with a density of 2470 ÷ 2650 kg / m 3 .
Предложенный наноструктурный композиционный материал не является простым механическим сложением известных материалов, а позволяет получить новое качество, увеличение механических характеристик за счет образования высокопрочных ковалентных связей между структурными элементами материала - его зернами.The proposed nanostructured composite material is not a simple mechanical addition of known materials, but allows to obtain a new quality, an increase in mechanical characteristics due to the formation of high-strength covalent bonds between the structural elements of the material - its grains.
Отличительные признаки изобретения среди известных из науки и техники решений в пределах проведенного авторами поиска применительно к наноструктурным и композиционным материалам не обнаружены.Distinctive features of the invention among solutions known from science and technology within the limits of the search carried out by the authors as applied to nanostructured and composite materials were not found.
Наноструктурный композиционный материал получают механоактивационной обработкой исходных веществ (порошков сплава алюминия и фуллерена С60) в энергонапряженной планетарной мельнице и последующим спеканием полученного порошка под давлением. Чтобы исключить возможное загрязнение материала, все операции проводят в защитной инертной среде (аргон чистотой не хуже 0,1 ррм).Nanostructured composite material is obtained by mechanical activation processing of the starting materials (powders of an alloy of aluminum and fullerene C 60 ) in an energy-intensive planetary mill and subsequent sintering of the obtained powder under pressure. To exclude possible contamination of the material, all operations are carried out in a protective inert atmosphere (argon purity not worse than 0.1 ppm).
Измельчение и смешивание порошков алюминиевого сплава и фуллерена осуществляют высокоэнергетическими ударами шаров в одном процессе, поэтому важно не превратить фуллерен в бесструктурный углерод. Для этого параметры механоактивационной обработки подбирают экспериментально, контролируя состав полупродукта методом Рамановской спектроскопии. Оптимальными параметрами являются: загрузка рабочих емкостей планетарной мельницы мелющими шарами и порошками на 1/3 объема; отношение веса шаров к весу порошков 20:1; ускорения, развиваемые мелющими шарами - от 500 до 800 м/сек2; продолжительность обработки - 12÷15 мин.Grinding and mixing of powders of aluminum alloy and fullerene is carried out by high-energy impact of balls in one process, so it is important not to turn fullerene into structureless carbon. For this, the parameters of the mechanical activation treatment are selected experimentally, controlling the composition of the intermediate by Raman spectroscopy. The optimal parameters are: loading the working capacities of the planetary mill with grinding balls and powders per 1/3 of the volume; the ratio of the weight of the balls to the weight of the powders 20: 1; accelerations developed by grinding balls - from 500 to 800 m / s 2 ; processing time - 12 ÷ 15 minutes
Установлено, что исходный порошок фуллерена в виде непрочных кристаллов темного цвета размером несколько долей мм измельчается до молекулярного состояния в указанных выше условиях в течение 3÷5 мин. Это подтверждается исчезновением характерных линий на рентгенограмме порошка.It was established that the initial fullerene powder in the form of fragile dark-colored crystals with a size of several fractions of mm is crushed to a molecular state under the above conditions for 3–5 min. This is confirmed by the disappearance of characteristic lines in the x-ray powder pattern.
При соударениях шаров обнажаются чистые металлические поверхности частиц сплава, которые обволакиваются частицами фуллерена. Окончательное измельчение исходных материалов и перемешивание сдвигом до гомогенного состояния осуществляется многократными соударениями шаров. По имеющимся в литературе данным, давление на материал, попавший между шарами в момент удара, может достигать 2,0÷7,0 ГПа, температура (локализованная в очень тонком слое) - 150÷1000°С, накопленный в материале сдвиг - несколько тысяч градусов (геометрических). Из-за множества взаимодействующих факторов невозможно точно оценить температурно-силовые условия такой обработки, поэтому на практике их подбирают экспериментально.During the collisions of the balls, the bare metal surfaces of the alloy particles are exposed, which are enveloped by fullerene particles. The final grinding of the starting materials and mixing by a shift to a homogeneous state is carried out by multiple collisions of the balls. According to the data available in the literature, the pressure on the material that fell between the balls at the moment of impact can reach 2.0–7.0 GPa, the temperature (localized in a very thin layer) can reach 150–1000 ° C, and the shear accumulated in the material can reach several thousand degrees (geometric). Due to the many interacting factors, it is impossible to accurately assess the temperature-force conditions of such processing, so in practice they are selected experimentally.
Для указанного выше режима механоактивационной обработки большинство молекул фуллерена попадают в условия, благоприятные для образования кластеров Al-С60. Однако из-за стохастичности процесса некоторая часть молекул фуллерена остается не связанной с поверхностью зерен алюминиевого сплава ковалентными связями. Окончательное формирование таких связей происходит при спекании активированной порошковой смеси при 280÷380°С под давлением 0,5÷1.5 ГПа. Температурно-временной режим спекания подбирают так, чтобы не допустить нежелательного образования карбида алюминия Al4C3, что контролируется методом рентгенофазового анализа.For the above regime of mechanical activation treatment, most fullerene molecules fall under conditions favorable for the formation of Al-C 60 clusters. However, due to the stochasticity of the process, some of the fullerene molecules remain covalently bonded to the grain surface of the aluminum alloy. The final formation of such bonds occurs during sintering of the activated powder mixture at 280 ÷ 380 ° C under a pressure of 0.5 ÷ 1.5 GPa. The temperature-time mode of sintering is selected so as to prevent unwanted formation of aluminum carbide Al 4 C 3 , which is controlled by x-ray phase analysis.
Пример 1Example 1
Порошок (0.5-1 мм) алюминиевого сплава АМг 4,5 и порошок фуллерена С60 помещали в шлюз перчаточного бокса. Содержимое шлюза 3÷4 раза откачивали форвакуумным насосом и после каждой откачки промывали аргоном. Затем порошки переносили в перчаточный бокс, взвешивали две навески по 12,5 г порошка алюминиевого сплава и по 0,625 г порошка фуллерена. Навески помещали в контейнеры планетарной мельницы АГО-2У, в каждый из двух контейнеров насыпали по 263 г стальных шаров диаметром 7 мм, контейнеры герметично закрывали и через шлюз переносили в планетарную мельницу. Скорость вращения водила планетарной мельницы устанавливали такой, чтобы обеспечить ускорения при соударениях шаров ≈600 м/сек2. После 15 мин обработки контейнеры извлекали, устанавливали в шлюзе перчаточного бокса, откачивали с промежуточной промывкой аргоном и перемещали в бокс. Активированную порошковую смесь извлекали из контейнеров и прессовали из нее заготовки размером ⌀10×15.The powder (0.5-1 mm) of the aluminum alloy AMg 4.5 and the powder of fullerene C 60 were placed in the lock of the glove box. The contents of the gateway were pumped out 3–4 times with a foreline pump and washed with argon after each pumping. Then the powders were transferred to the glove box, two weights of 12.5 g of aluminum alloy powder and 0.625 g of fullerene powder were weighed. Weighed portions were placed in the containers of the AGO-2U planetary mill, 263 g of steel balls with a diameter of 7 mm were poured into each of the two containers, the containers were hermetically sealed and transferred through the lock to the planetary mill. The rotation speed of the planetary mill carrier was set so as to provide acceleration during collisions of the balls ≈600 m / s 2 . After 15 min of treatment, the containers were removed, installed in the lock of the glove box, evacuated with intermediate washing with argon and transferred to the box. The activated powder mixture was removed from the containers and billets of size ⌀ 10 × 15 were pressed from it.
Заготовку помещали в реакционную ячейку камеры высокого давления типа «поршень-цилиндр», ячейку через шлюз переносили на гидравлический пресс с установленной на нем камерой высокого давления, сжимали для создания давления ≈1.2 ГПа и нагревали прямым пропусканием тока до 350°С. После 5 мин изотермической выдержки полученный образец извлекали и механически обрабатывали в заданный размер.The billet was placed in the reaction cell of a piston-cylinder high-pressure chamber, the cell was transferred through a lock to a hydraulic press with a high-pressure chamber mounted on it, squeezed to create a pressure of ≈1.2 GPa and heated by direct current transmission to 350 ° C. After 5 minutes of isothermal exposure, the obtained sample was removed and machined to a predetermined size.
Плотность образца определяли гидростатическим взвешиванием, твердость - на приборе ПМТ-3М при нагрузке 100 г, предел прочности при сжатии - на универсальной разрывной машине 1958У-10-1.The density of the sample was determined by hydrostatic weighing, the hardness on a PMT-3M instrument at a load of 100 g, and the compressive strength on a universal tensile testing machine 1958U-10-1.
Изготовленный наноструктурный композиционный материал имел твердость 4500 МПа, предел прочности при сжатии 1250 МПа, плотность 2630 кг/м3 и удельную прочность ≈47 км. Это существенно выше, чем в прототипе (2290 МПа, 1048 МПа, 2650 кг/м3, 39 км).The manufactured nanostructured composite material had a hardness of 4500 MPa, a compressive strength of 1250 MPa, a density of 2630 kg / m 3 and a specific strength of ≈47 km. This is significantly higher than in the prototype (2290 MPa, 1048 MPa, 2650 kg / m 3 , 39 km).
Пример 2. В условиях примера 1 изготовили серию образцов наноструктурного композиционного материала разного состава. Образцы были выполнены из одного и того же порошка алюминий-литиевого сплава марки 1430, но с разной концентрацией фуллерена С60. Результаты измерений свойств образцов полученных материалов приведены в таблице.Example 2. Under the conditions of example 1, a series of samples of nanostructured composite material of various compositions was prepared. The samples were made of the same powder of aluminum-lithium alloy grade 1430, but with different concentrations of fullerene C 60 . The results of measurements of the properties of samples of the obtained materials are given in the table.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010143282/02A RU2440433C1 (en) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | Aluminium-based nanostructure composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010143282/02A RU2440433C1 (en) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | Aluminium-based nanostructure composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2440433C1 true RU2440433C1 (en) | 2012-01-20 |
Family
ID=45785694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010143282/02A RU2440433C1 (en) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | Aluminium-based nanostructure composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2440433C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107164660A (en) * | 2017-04-18 | 2017-09-15 | 中北大学 | A kind of C60Reinforced Al matrix composite and preparation method thereof |
| RU2716965C1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) | Method of producing aluminum-based nanostructure composite material |
| RU2716930C1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) | Method of producing aluminum-based nanostructure composite material |
| RU2751401C2 (en) * | 2019-12-17 | 2021-07-13 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) | Method for producing aluminium-based nanostructural composite material |
| RU2768400C2 (en) * | 2017-04-07 | 2022-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Aluminum-based nanostructured composite material |
| CN115094264A (en) * | 2022-06-16 | 2022-09-23 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | Aluminum-containing base-C 60 Aluminum alloy of composite material and preparation method thereof |
| RU2831668C1 (en) * | 2023-10-27 | 2024-12-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Aluminium composite material reinforced by sic/tic, for laser melting and method of obtaining thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2001715C1 (en) * | 1991-01-03 | 1993-10-30 | Могилевский Машиностроительный Институт | Method for producing dispersion-hardened aluminium alloys |
| US5632827A (en) * | 1994-05-24 | 1997-05-27 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Aluminum alloy and process for producing the same |
| WO2006076260A1 (en) * | 2005-01-10 | 2006-07-20 | The Regents Of The University Of California | Synthesis of bulk, fully dense nanostructured metals and metal matrix composites |
| WO2009010297A1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Alcan Technology & Management Ag | Aluminium-based duplex-aluminium material with a first phase and a second phase and method for producing said duplex-aluminium material |
-
2010
- 2010-10-22 RU RU2010143282/02A patent/RU2440433C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2001715C1 (en) * | 1991-01-03 | 1993-10-30 | Могилевский Машиностроительный Институт | Method for producing dispersion-hardened aluminium alloys |
| US5632827A (en) * | 1994-05-24 | 1997-05-27 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Aluminum alloy and process for producing the same |
| WO2006076260A1 (en) * | 2005-01-10 | 2006-07-20 | The Regents Of The University Of California | Synthesis of bulk, fully dense nanostructured metals and metal matrix composites |
| WO2009010297A1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Alcan Technology & Management Ag | Aluminium-based duplex-aluminium material with a first phase and a second phase and method for producing said duplex-aluminium material |
| EP2178664A1 (en) * | 2007-07-18 | 2010-04-28 | Alcan Technology & Management AG | Aluminium-based duplex-aluminium material with a first phase and a second phase and method for producing said duplex-aluminium material |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2768400C2 (en) * | 2017-04-07 | 2022-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Aluminum-based nanostructured composite material |
| CN107164660A (en) * | 2017-04-18 | 2017-09-15 | 中北大学 | A kind of C60Reinforced Al matrix composite and preparation method thereof |
| RU2716965C1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) | Method of producing aluminum-based nanostructure composite material |
| RU2716930C1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) | Method of producing aluminum-based nanostructure composite material |
| RU2751401C2 (en) * | 2019-12-17 | 2021-07-13 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) | Method for producing aluminium-based nanostructural composite material |
| CN115094264A (en) * | 2022-06-16 | 2022-09-23 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | Aluminum-containing base-C 60 Aluminum alloy of composite material and preparation method thereof |
| RU2831668C1 (en) * | 2023-10-27 | 2024-12-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Aluminium composite material reinforced by sic/tic, for laser melting and method of obtaining thereof |
| RU2840530C1 (en) * | 2024-08-16 | 2025-05-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Aluminium composite material for laser melting |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Microstructure and properties of FeCoNiCrMn and Al2O3 hybrid particle-reinforced aluminum matrix composites fabricated by microwave sintering | |
| Zhang et al. | Fabrication and characterization of closed-cell aluminum foams with different contents of multi-walled carbon nanotubes | |
| AbuShanab et al. | Effect of graphene nanoparticles on the physical and mechanical properties of the Al2024-graphene nanocomposites fabricated by powder metallurgy | |
| RU2440433C1 (en) | Aluminium-based nanostructure composite material | |
| Zhou et al. | Fabrication and tribological properties of carbon nanotubes reinforced Al composites prepared by pressureless infiltration technique | |
| Wen et al. | Enhanced hardness and wear property of S136 mould steel with nano-TiB2 composites fabricated by selective laser melting method | |
| US10851443B2 (en) | Magnesium composite containing physically bonded magnesium particles | |
| Fan et al. | Mechanical properties and strengthening mechanisms of titanium matrix nanocomposites reinforced with onion-like carbons | |
| Chao et al. | Design, microstructure and high temperature properties of in-situ Al3Ti and nano-Al2O3 reinforced 2024Al matrix composites from Al-TiO2 system | |
| Isfahani et al. | Investigation of the effect of boron carbide nanoparticles on the structural, electrical and mechanical properties of Al-B4C nanocomposites | |
| Purohit et al. | Fabrication of magnesium matrix composites using powder metallurgy process and testing of properties | |
| Al-maamari et al. | Mechanical and tribological characterization of self-lubricating Mg-SiC-Gr hybrid metal matrix composite (MMC) fabricated via mechanical alloying | |
| Yusupov et al. | Spark plasma sintered Al-based composites reinforced with BN nanosheets exfoliated under ball milling in ethylene glycol | |
| Koli et al. | Influence of ultrasonic assisted stir casting on mechanical properties of Al6061-nano Al2O3 composites | |
| Chenrayan et al. | Tribological performance of TiB2-graphene Al 7075 hybrid composite processed through squeeze casting: at room and high temperature | |
| Tjong et al. | Wear of Al-based hybrid composites containing BN and SiC particulates | |
| Pakseresht et al. | Role of different fractions of nano-size SiC and milling time on the microstructure and mechanical properties of Al–SiC nanocomposites | |
| Corrochano et al. | Whiskers of Al2O3 as reinforcement of a powder metallurgical 6061 aluminium matrix composite | |
| Wang et al. | Microstructures and mechanical properties of Al nanocomposites hybrid-reinforced with B4C, carbon nanotubes and graphene nanoplatelets | |
| Mohammed et al. | A critique on boron nitride nanotube reinforced metal matrix composites | |
| Zhang et al. | Synthesis of nanocrystalline aluminum matrix composites reinforced with in situ devitrified Al–Ni–La amorphous particles | |
| Sharma et al. | Metallurgical and Mechanical characterization of Al 6082-B4C/Si3N4 hybrid composite manufactured by combined ball milling and stir casting | |
| RU2716965C1 (en) | Method of producing aluminum-based nanostructure composite material | |
| RU2716930C1 (en) | Method of producing aluminum-based nanostructure composite material | |
| Zaid et al. | Improvement of mechanical properties of magnesium (Mg) matrix composites reinforced with nano alumina (Al2O3) particles |