Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Физико-химические свойства легированных редкоземельными металлами алюминиево-магниевых сплавов

Диссертация: Физико-химические свойства легированных редкоземельными металлами алюминиево-магниевых сплавов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработан состав низколегированных проводниковых сплавов с добавками редкоземельных металлов, кальция и циркония для электротехнической отрасли. Разработанные сплавы отличаются повышенной коррозионной стойкостью и удовлетворительной электропроводностью. Сплавы защищены малыми патентами Республики Таджикистан. Ожидаемый экономический эффект при использовании разработанного сплава в качестве… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА I. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СПЛАВОВ АЛЮМИНИЯ С МАГНИЕМ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ (Обзор литературы)
    • 1. 1. Структура и свойства алюминиево-магниевых сплавов
    • 1. 2. Коррозионно-электрохимическое поведение и окисление алюминиево-магниевых сплавов
    • 1. 3. Структура и свойства сплавов систем алюминий — редкоземельный металл
    • 1. 4. Электрохимическая коррозия двойных алюминиевых сплавов с редкоземельными металлами
    • 1. 5. Проводниковые алюминиевые сплавы с участием магния
    • 1. 6. Выводы по обзору литературы. Постановка задачи
  • ГЛАВА II. КОРРОЗИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВОВ АЛЮМИНИЯ С МАГНИЕМ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ
    • 2. 1. Методика исследования коррозионно-электрохимических свойств сплавов
    • 2. 2. Потенциодинамическое исследование коррозионно-электрохимического поведения сплава А1+0.2% Mg, легированного скандием, в среде электролита №С
    • 2. 3. Влияние иттрия на коррозионно-электрохимические характеристики сплава А1+0.2% Mg
    • 2. 4. Электрохимическое исследование сплавов А1+ 0.2%
  • , легированного лантаном, в среде электролита ИаС
    • 2. 5. Анодное поведение сплава А1+0.2% Mg, легированного Празеодимом, в среде электролита ЫаС
    • 2. 6. Анодное поведение сплава А1 + 0.2% Mg, легированного неодимом, в среде электролита NaCl
    • 2. 7. Разработка состава низколегированных электротехнических сплавов с участием скандия и циркония
  • ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ НА КИНЕТИКУ ОКИСЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВО- МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ
    • 3. 1. Получение сплавов и методика исследования кинетики их окисления
    • 3. 2. Влияние скандия на кинетику окисления сплавов
  • Al+0.2%Mg и АМгб
    • 3. 3. Влияние иттрия на кинетику окисления сплава
  • Al+0.2% Mg
    • 3. 4. Влияние лантана на кинетику окисления сплава
  • Al+0.2%Mg
    • 3. 5. Влияние празеодима на кинетику окисления сплава Al+0.2%Mg
    • 3. 6. Влияние неодима на кинетику окисления сплава
  • Al+0.2% Mg
  • ВЫВОДЫ

Физико-химические свойства легированных редкоземельными металлами алюминиево-магниевых сплавов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

Целенаправленное исследование процессов коррозии и разработка эффективных средств защиты металлов, предусматривающих изыскание новых и рациональное использование имеющихся конструкционных материалов, входят в перечень наиболее важных задач. В этой связи, возрастает необходимость дальнейшего совершенствования и более широкого использования уже зарекомендовавших себя на лабораторных стадиях и опытно-промышленных испытаниях конкретных научно-технических решений по защите металлов от коррозии.

В промышленности и технике совершенствование методов и средств борьбы с коррозией имеет важное значение не только для снижения экономических потерь от коррозии, но и для обеспечения дальнейшего технического прогресса. По мере расширения сферы и ужесточения условий использования металлов становится всё более очевидным, что с помощью одних только эмпирических методов, даже существенно усовершенствованных, можно решить весьма ограниченный круг задач, и что основой дальнейшего прогресса в этой области должны стать фундаментальные исследования процессов коррозии.

Алюминий и его сплавы широко применяются в электротехнике в качестве проводникового материала. Как проводниковый материал алюминий характеризуется высокой электрои теплопроводностью, малой плотностью, удовлетворительной коррозионной стойкостью в атмосферных условиях. В последние годы для улучшения коррозионной устойчивости алюминиевые сплавы микролегируются редкоземельными металлами.

Цель работы заключается в разработке и оптимизации состава низколегированных электротехнических сплавов на основе систем алюминий-магний-редкоземельный металл, где РЗМ-8с, У, Ъа, Рг, N<1, легированных цирконием и кальцием.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

— исследовано влияние добавок кальция и скандия на коррозионно-электрохимические свойства и электропроводимость малолегированных электротехнических сплавов;

— исследовано коррозионно-электрохимическое поведение сплавов, А1+0.2%]У^, содержащих РЗМ, и влияние малых добавок циркония на электрохимическое поведение алюминия в средах 3%, 0.3% - ИаС1 и 0.01 н ЫаОН;

— методом термогравиметрии исследованы механизм и кинетика окисления сплавов А1+0.2%1У^, содержащих РЗМ.

Научная новизна выполненных исследований состоит в:

— установлении электрохимических характеристик процессов коррозии сплавов А1+0.2%М^, содержащих РЗМ, кальций и цирконий;

— выявлении механизма действия РЗМ, как эффективной анодной добавки, улучшающей коррозионную стойкость сплавов алюминия с магнием в среде электролита №С1;

— определении влияния концентрации хлор-ионов на скорость коррозии сплавов;

— установлении механизма и кинетических параметров окисления алюминиево-магниевых сплавов, легированных РЗМ.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке и оптимизации состава проводниковых алюминиево-магниевых сплавов, легированных РЗМ, для электротехнической отрасли.

Данная тема входит в государственную программу «Стратегия Республики Таджикистан в области науки и технологий на 2007;2015гг», «Программа использования научно-технических результатов в промышленности Республики Таджикистан на 2010;2015гг» и в программе переработке первичного алюминия в Республике Таджикистан Основные положения, выносимые на защиту- -коррозионно-электрохимическое поведение алюминиево-магниевых сплавов, легированных РЗМ при различных концентрациях хлорида натрия;

— механизм действия РЗМ, как эффективной анодной добавки, улучшающей коррозионную стойкость сплавов алюминия с магнием в среде электролита ЫаС1;

— механизм и кинетика окисления твердых алюминиево-магниевых сплавов, легированных РЗМ в атмосфере воздуха;

— разработка и оптимизация состава низколегированных электротехнических сплавов на основе систем алюминий-магний-редкоземельный металл.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции «Достижения химической науки и проблемы её преподавания» (Душанбе, 2008 г.), на Республиканской научно-практической конференции «Инновацияэффективный фактор связи науки с производством», (Душанбе, 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования в XXI веке», посвященной 50-летию ТТУ им. М. С. Осими, (Душанбе, 2007 г.), VIНумановских чтениях (Душанбе, 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, и два положительных решения на выдачу малого патента Республики Таджикистан.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, двух глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 112 страницах компьютерного набора, иллюстрирована 30 таблицами, 20 рисунок. Список использованной литературы включает 85 библиографических ссылок.

выводы.

1 .Потенциодинамическим методом со скоростью развёртки потенциала 2 мВ/с в среде 0.3 и 3.0% электролита ЫаС1 определены основные электрохимические характеристики сплавов систем А1−1У^-РЗМ, где РЗМ — фс, У, Ьа, Рг, Ш).

2. Изучение коррозионно-электрохимического поведения алюминиево-магниевых сплавов, легированных редкоземельными металлами, показало, что добавки РЗМ до 0.05 мас.% независимо от состава электролита уменьшают скорость коррозии исходного сплава. Дальнейшее легирование исходного сплава редкоземельными металлами приводит к росту скорости коррозии.

3. Исследованием влияния хлор-ионов на электрохимические характеристики сплавов А1+0.2% М§-, легированных редкоземельными металлами, установлено, что уменьшение концентрации хлор-ионов способствует снижению скорости коррозии сплавов и сдвигу электродных потенциалов в более положительную область.

4. Установлены закономерность и механизм влияния редкоземельных металлов на окисляемость алюминиево-магниевого сплава, содержащего 0.2 мас.% магния. Скорость окисления сплавов имеет порядок 10* и 10'4кг/м2 •сек. Малые добавки редкоземельных металлов (до 0.1 мас.%) значительно уменьшают окисляемость исходного сплава.

5. Разработан состав низколегированных проводниковых сплавов с добавками редкоземельных металлов, кальция и циркония для электротехнической отрасли. Разработанные сплавы отличаются повышенной коррозионной стойкостью и удовлетворительной электропроводностью. Сплавы защищены малыми патентами Республики Таджикистан. Ожидаемый экономический эффект при использовании разработанного сплава в качестве оболочки силового кабеля составляет 533,3 $ США на 1000 м.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Д44 справочник: В Зт.-T.l /Под общ.ред. Н. П. Лякишева.- М.: Машиностроение. 1996.-С. 992.
  2. Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. — М.:
  3. Металлургия. -1979. -С. 48.
  4. Р.П. Структура двойных сплавов. М.: Металлургия, 1970. -Т1. -.456с. -Т.2. 472с.
  5. М., Андерко К. Структура двойных сплавов. М.: Металлургиздат, 1962.-Т.1. -С.1188.
  6. Ф.А. Структуры двойных сплавов.М.: Металлургия. 1973. С. 760.
  7. Massalski Т.В. Binary alloy phase diagrams. American society for metals.
  8. Metals park. Ohio. 1986. 1987.-V.1, 2. 2224 p.
  9. Pearson W.B. A handbook of little spacings and structures of metals and alloys.-Oxford. Pergamon pressД967.-1446 p.
  10. X.O., Ганиев И. Н., Кинжибало B.B., Тыванчук А. Т. Диаграмма фазовых равновесий системы Al-Mg-La при 400° С. // Известия
  11. ВУЗов. Цветная металлургия.-1988.-№ 2,-С. 81−85.
  12. И.Н., Махмудов М., Вахобов А. В., Джураев Т. Д. Диаграмма состояния системы Mg-Al-Sr // Диаграммы состояния металлических систем: Тез. докл. IV Всесоюз. совещания М.: Наука, 1982.
  13. И.Н., Семёнова О. Н., Вахобов А. В. Влияние состава и микролегирования стронцием на структуру и свойства сплавов системы А1- Si-Mg // Металловедение и термическая обработка металлов.1983.-№ 3.- С. 52−53.
  14. М., Вахобов А. В., Ганиев И. Н. Влияние добавок магния истронция на свойства алюминия // Докл. АН Тадж.ССР.1984, — Т.27.- № 10.- С. 587−589.
  15. И.Н., Махмудов М., Вахобов A.B. Совместное влияние магния и стронция на свойства сплава AJ12. //Передовой опыт (ДСП). 1984.- № 7.-С.8
  16. Х.О., Ганиев И. Н., Кинжибало В. В., Тыванчук А. Т. Диаграмма фазовых равновесий системы Al-Mg-Nd при 673 К. // Известия.
  17. ВУЗов. Цветная металлургия. 1988.-№ 4.-С. 94−97.
  18. И.Н., Одинаев Х. О., Кинжибало В. В., Тыванчук А. Т. Диаграмма фазовых равновесий системы Al-Mg-Ce при 673 К. // Изв. ВУЗов. Цветная металлургия. 1988.- № 2.- С. 75−78.
  19. И.Н., Одинаев Х. О. Диаграммы состояния систем Al-Mg-Sc (Y, La, Ce, Pr, Nd). // Тез. V Всесоюз. совещания. Диаграммы состояния металлических систем М.1989. -С. 134.
  20. Энциклопедия неорганических материалов .В 2-х томах. Под ред. Федорченко И. М. и др. Гл. редак. -Киев .Укр. Совет. Энциклопедии.: 1977.-С.1652.
  21. С. и др. Физико-химические исследования металлургических процессов. М.: Металлургия. 1969.-С. 166.
  22. Е. Я. Электрохимическая защита от коррозии.- М.: Металлургия, 1986.-С.110.
  23. Sanad S.H., Ismil A.A., Corrosion of Al-Mg alloys in sodium chloride solution.// Corros. Prev. And contr. 1982. -№ 6. -C.29,
  24. Rohlfs V., Kaiser H., Kaesche H. Metallkundliche und electronnische Untersuchungen Uber die interkristalline Koraosion on einer AlMg 9.56 Knetlegierung// Werkst, und Korros., 1979. -T.30.- № 8, -P. 529−535 (нем.).
  25. Г. Л., Шрейдер А. В. Исследование влияния ионовохлаждающих вод на питтинговую коррозию сплава Al-Mg.// ЖПХ. 1972. -Т. 45. Вып. 9. С. 1958 1963.
  26. Ahmed Zaki. Corrosion and corrosion prevention of Al-alloys in desalination plants: a review solution.// Anti-Corros. Menh. and Mater. 1981. -T.28.- № 6.P. 4−7.
  27. Muller I.I., Galvele J.R. Pitting Potential of High putity binary Aluminum alloys. // Corros. Sci, 1977.-T.17.- № 12.P. 995 1007.
  28. Я.М. Успехи химии. -Т. 31.- № З.-С. 922.
  29. Galvele J.R. Corrosion: aqueous process and passive films Academic Press. // Treatise on Material Science and Technology. V. 23. 1983. H. 1−57.
  30. B.C., Вальков B.A. Коррозия и защита алюминиевых сплавов. М. // Металлургия. 1979. -С. 124.
  31. B.C. и др. Электрохимическое и фактографическое исследование зарождения питтинговой коррозии в алюминиевых сплавах. // Защита металлов. 1986.Т. 22.- № 6.- С. 903 912.
  32. И.А. Окисление магния и его сплавов при повышенных температурах. //Прикладная химия. 1951 .-Т.234.-С. 460
  33. Г. Коррозия металлов. М: Металлургия. 1984.-С. 400.
  34. И.И., Золоторевский B.C. Дентридная ликвация в сплавах. -М.: Наука. 1966.-156с.
  35. Физика и химия редкоземельных металлов: Справочник. -М: Металлургия. 1982. -336с.
  36. М.Е. Фазовые равновесия в металлических сплавах. М.: Наука, 1981.-С.И-22.
  37. Е.Н., Терехова В. А. Металловедение редкоземельных металлов.- М.: Наука. 1975.- С. 272.
  38. Buschow K.J. Lantanym Aluminium System // Philips. Res. Repts — 1965. -v. 20. -№ 3. -H. 337−348.
  39. П., Фёдорова Е. Г. Редкоземельные металлы. Взаимодействие с Р- металлами. М: Наука. 1990.-С. 280.
  40. B.C., Подергин В. А., Речкин В. Н. Алюминиды. -Киев.: Наука думка. 1965.-С.240.
  41. Л.Ф., Лебедев В. А. и др. Известия ВУЗов. Цветная металлургия. 1980. -№ 5. -С. 50 — 54.
  42. В.А., Кобер В. И. и др. Термодинамические свойства насыщенных растворов европия с алюминием //Журнал физической химии, 1985.Т. 59.- № 4.-С.1041 1042.
  43. Л.Н., Дриц М. Е., Михайлов И. Б., Поддёжнева Е. М. Физико -химические и тепло физические свойства металлов.- М.: Наука.1976. -С.37- 41.
  44. М.Е., Каданер Э. С., Шоа Н.Д. Растворимость редкоземельных металлов в алюминии в твёрдом состоянии. // Известия АН СССР. Металлы. 1969.- № 1.-С. 219 223.
  45. В.А., Ковер Б. И., Печников А. Р. Фазовый состав и термодинамические свойства соединений системы La-Cu // Известия.
  46. ВУЗов. Цветная металлургия. 1984.-М 4. -№ 1. -С. 123 125.
  47. В.Н., Захаров В. В., Ростова Г. Д. //Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. № 7. -С. 57 60.
  48. И.Л., Персманцева В. В., Зорина В. Б. // Защита металлов. 1979. -№ 1. -С.89 94.
  49. Т.М., Ганиев И. Н. Коррозия алюминиевых сплавов в нейтральных средах. -Душанбе. Дониш, 2007.- С. 258.
  50. И.Н., Шукроев М. Ш. Влияние pH среды на анодные поляризационные характеристики сплавов системы Al-Sr // Известия. АН Тадж. ССР. Отд-ние физ.-мат., хим. и геолог. наук.-1986.- № 1. -С. 79−81.
  51. P.M. и др. Коррозионные свойства иттрия. -М.: Атомиздат.1969. -С. 432.
  52. И.Н., Юнусов И., Красноярский В. В. Исследование анодногоповедения сплавов систем А1−8с (У, Рг, N (1) в нейтральной среде. // Журнал прикладной химии. 1987. № 9. -С. 119 — 2123.
  53. И.Н. и др. Влияние добавок лантана на анодное поведение алюминия в нейтральной среде // Журнал прикладной химии. 1985.- № 10.- С. 2366−2368.
  54. Т.М. и др. Коррозионное и электрохимическое поведение алюминия различной степени чистоты в нейтральной среде.//Доклады
  55. АНРТ.2003. -Т.ХЬ. VI. № 1−2.-С.53.
  56. М.А., Ажогин Ф. Ф., Ефимов Е. А. -М.: Металлургия, 1981. -С. 216.
  57. И. Автореф. дис. канд. хим. наук. Душанбе, 1994. — С.24.
  58. И.Н., Юнусов И., Красноярский В. В. Исследование анодного поведения сплавов системы алюминий-скандий (иттрий, празеодим, неодим) в нейтральной среде // Журнал прикладной химии.- 1987.- Т. 60, -№ 9 .-С. 2119−2123.
  59. И.Н., Баротов Р. О., Иноятов М. Б. Влияние циркония, кальция и бария на коррозионно-электрохимическое поведение алюминия // Журнал прикладной химии.- 2004.-Т.77. -№ 6. -С. 1815−1818.
  60. В.В. и др. // Неорганическая химия. 1961. -№ 6. -С. 90
  61. ГОСТ 11 069 74. Алюминий первичный. -М.: Издательство стандартов, 1974.
  62. ГОСТ 4784 74. Сплавы алюминиевые деформируемые. -М.: Издательство стандартов, 1974.
  63. ГОСТ 20 967 75. Катанка из алюминиевого сплава. -М.: Издательство стандартов, 1975.
  64. А.С. № 387 019 (СССР)./ Гольбухт Г. Е., Фридляндер И. Н., Ананьин С. Н., Жаров А.Н.- Опубл. в Б.Н. 1973. -№ 27. -С. 78.
  65. Л.А., Маслов В. В., Пешков Н. Б. Алюминий и алюминиевые сплавы в электротехнических изделиях. -М.: Энергия, 1971. -С. 224.
  66. И.Н., Умарова Т. М. Потенциодинамическое исследованиесплавов систем алюминий-ванадий и алюминий-ниобий. //Журнал прикладной химии.- 1990.- Т.63. № 2. -С. 434−436.
  67. Г. Коррозия. Под ред. Колотыркина Я. И., Лосева В.В.-М.: Металлургия, 1985.-С.420.
  68. Н.С., Горонова Н. И., Муштокова С.Г Аналитическая химия щелочноземельных металлов, — М.: Наука, 1974. -С.252.
  69. Н.С., Горонова Н. И., Еременко С. И. Аналитическая химия кальция.- М.: Наука, 1975. -С.152.
  70. Н.С., Мищенко В. Г., Кононенко Л. И., Бельтюкова C.B. Аналитическая химия.- М.: Наука, 1978. -С.224.
  71. Г. Методы аналитической химии. Количественный анализ неорганических соединений. Ч.П.-М.: Химия, 1969. -С.952−955.
  72. В.М., Киселев В. И. Об окислении жидких металлов и сплавов из газовой фазы // Известия АН СССР. Металлы. 1974.-№ 5. С.51−54.
  73. Рэмзден Э. Н. Начала современной химии: Справоч. Изд. Пер с нем.-Л.: Химия .1989. -С. 874.
  74. О.И., Гладышевский Е. И. Тройные системы, содержащиередкоземельные металлы. Справоч. Львов.: Вища школа. 1985. -С.325.
  75. В.В. Коррозия алюминия и его сплавов. М.: Металлургия. 1967.-С.114.
  76. М.Е., Каданер Э. С. Физикохимия редких металлов. -М.:1. Наука. 1972. -С. 162−164.
  77. И.Н., Нарзиев Б. Ш., Сафаров А. М. Влияние малых добавок циркония и его аналогов на электрохимическое поведение алюминия. //Доклады АНРТ 2007.-Т.50. № 3. -С.255−260.
  78. И.Н., Умарова Т. М. Влияние редкоземельных металлов(8с, Y, La, Ce, Sm и Yb) на коррозионно-электрохимическое поведение алюминиево-марганцевых сплавов.//Известия АН РТ, 2007. -№ 4 -С.34−44.
  79. .М., Киселев В. Кинетика окисления жидкого алюминия. //
  80. Рукопись деп. в ВИНИТИ. 1976.-С.342−544.
  81. .Ш., Баротов P.O., Ганиев И. Н. Потенциодинамическое исследование низколегированных электротехнических сплавов.// Докл.
  82. АН РТ 2008. -Т.51. -№ 10. -С.750−754.
  83. .М., Белоусов А. Н. Исследование кинетики окисления сплавов Al-Mg в жидком состоянии // Рукопись деп. в ВИНИТИ. № 554
  84. .М., Киташев А., Белоусов А. Окисление жидких металлов и сплавов -М.: Наука. 1973. -С.106.
  85. О.П., Игнатов Д. Ю. //Известия АН СССР. Металлургия и Горное дело. 1963.- № 5. -С. 141.
  86. И.Н. Высокотемпературная и электрохимическая коррозия алюминиево-скандиевых сплавов. //Защита металлов, 1995. Т.31.- № 6. -С.597−600.
  87. .Ш., Ганиев И. Н., Бердиев А. Э. Кинетика окисления сплава Al+0.2 Mg, легированного скандием. Инновация эффективный фактор связи науки с производством: /Материалы респ. научно-практ. конф.-Душанбе: Деваштич,. 2008.-С.194−196.
  88. С.В., Белов В. Д., Логунов В. А., Курдюмов А. В. Исследование процессов плавки и литья цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия. 1984.-С.31−36.
  89. .Ш., Ганиев И. Н., Эшов Б. Б. Окисление твердого алюминиево- магниевого сплава AI + 0.2% Mg, легированного лантаном. / Материалы VI Нумановском чтений Душанбе: Дониш. 2009 -С.162−164.
  90. Г. В., Борисова А. Л., Жидкова Т. Г., Знатокова Т. Н., Калошина Ю. П. Физико-химические свойства окислов. Справочник. Издательство «Металлургия». 1978.-С. 472.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!