Сегодня развиваются комплексные композиционные материалы, кроме слоистой структуры содержат композиционный функциональный слой продлевает срок использования и повышает способность изделия работать в более тяжелых условиях эксплуатации. Нами изучено устойчивость частиц карбидов и оксидов вольфрама при повышенных температурах, с целью установления возможностей упрочнения медноматричных слоев слоистіх композитов наноразмерными частицами, которые имеют развитую поверхность, а следовательно повышенную химическую активность. Для определения устойчивости нанодисперсных порошков в медных расплавах и для разработки режимов консолидации компонентов композита медный сплав – наноразмерные упрочнители, а также с целью выявления твердофазных реакций в результате которых частицы могут образовывать вторичные соединения с химическими элементами медных сплавов при нагревании и охлаждении, проводили термические (ДСК) исследования образцов в среде воздуха и аргона. В качестве упрочнителей медноматричних сплавов были получены нанрозмерные частицы методом электроискровой диспергирования (ЭИД) [1, 2]. В процессе электрической диспергации металлической проводников (W) в дистиллированной воде, получали порошковые смеси, которые в определенных пропорциях состояли из оксидов, гидроксидов и чистых металлов. Более однородными фазовым составом обладают порошки карбидов, полученные в средах углеводородов (гексан, керосин). При использовании гексана, фазовый состав частиц порошков более стабилен и менее разнообразен, поэтому гексан является рациональным выбором среды для синтеза ультрадисперсных карбидов. ЭИД в сочетании с гидросепарации позволил получить частицы оксидов и карбидов, стабильных по составу и размерам (таб. 1).

Таблица 1 Ультрадисперсные частицы полученныt методом ЭИД

Метал

Фазовый состав

Содержание фаз, мас.%

Дисперсность, нм

Рабочая жидкость дистиллированная вода

МоО₂

W

W_3-Х(ОН)_Х

W

W₃О

57

40

3

100

110

70

Рабочая жидкость гексан

W

W_хC_1-x

W₂C_0,85

75

25

40

20

Распад гидроксида вольфрама в среде аргона (рис. 1), происходит в два этапа и сопровождается резкой потерей веса и поглощением тепла. Первый заканчивается при температуре 123 °С, второй - 183 °С. До 914° С в общем идентифицировано пять экзотермических пиков (322,4, 506,2, 545,3, 583,6 и 914,7 °С), повторяющиеся в циклах исследований и связанные со структурными перестройками.

При исследовании наноразмерных порошков карбидов в интервале температур 188 – 667° С, зафиксировали изоморфное преобразования слоев гексагональный карбида вольфрама, когда происходит изоморфное преобразования гексагонального карбида вольфрама путем непроизвольной послойной перестройки [3, 4]. При повторных нагревах и дальнейшем охлажденные порошка W, диспергованного в гексане вес образца остается постоянной и резких изменений на дифференциальной термической кривой не наблюдается, что указывает на стабильность данного порошка в этом интервале температур.

Исследования показали, что частицы наноразмерного карбида более термически стабилен, в сравнении с оксидами, на воздухе и аргоне в интервале температур при которых возможна консолидация медноматричного композита.

Рис. 1 – Термограммы СТА (в аргоне): а, б – частиц оксидов и гидроксидов W; в, г – частиц карбидов W полученных методом электроискрового диспергирования в гексане.