Пористые материалы из губчатых порошков титана с повышенной прочностью

Abstract

Исследована возможность повышения механической прочности пористых материалов из порошков губчатого титана двумя методами. В первом случае проводили активацию спекания с помощью легирующих добавок на основе Al, ZnO и TiH2. Установлено, что максимальное (в 1,8–1,9 раза) увеличение прочности по сравнению с образцами, изготовленными только из титанового порошка, достигается за счет добавления до 0,5 % TiH2. При введении других легирующих добавок (Al, ZnO) механическая прочность увеличивается не более чем на 16–20 %. Изучено влияние режимов спекания и атмосферы на механическую прочность пористого титана. Показано, что образцы, спеченные в вакууме, имеют в 1,85–1,90 раза более высокую механическую прочность по сравнению с теми же образцами, спеченными в атмосфере аргона. Во втором случае для повышения механической прочности пористого титана предложено использовать бидисперсные смеси, состоящие из мелких и крупных порошков титана. Для этого в титановый губчатый порошок с размером частиц 630–1000 мкм добавляли до 20 мас.% мелкодисперсного титанового порошка с размером частиц 100–160, 40–100 или <40 мкм. Установлено, что введение 10–12 мас.% самого мелкодисперсного (<40 мкм) титанового порошка приводит к увеличению прочности на разрыв пористого материала в 4 раза по сравнению с пористыми материалами, изготовленными только из грубого (630–1000 мкм) титанового порошка того же химического состава.