Тольяттинский государственный университет, Тольятти, Россия:

А. И. Ковтунов, профессор, эл. почта: akovtunov@rambler.ru
Ю. Ю. Хохлов, инженер, эл. почта: y.y.khokhlov@rambler.ru
С. В. Мямин, инженер, эл. почта: oddknock@mail.ru

Пеноалюминий является перспективным материалом, обладающим уникальным сочетанием механических и эксплуатационных свойств: малой удельной массой, низким коэффициентом теплопроводности, способностью поглощать акустические и электромагнитные колебания, возможностью деформироваться при постоянной нагрузке. Исходя из этого пеноалюминий является новым перспективным материалом для применения в различных поглотителях механической, звуковой, электромагнитной энергии. Для повышения механических свойств пеноматериалов было предложено использовать слоистые композиционные конструкции пеноалюминий – титан, которые можно успешно получать заливкой формы расплавленным алюминием с установленными титановыми листами, между которыми располагается слой водорастворимых гранул. Для обеспечения адгезионной связи между слоями композита титан предложено активировать хлористо-фтористыми и фтористыми флюсами: KCl – NaCl – Na₃AlF₆ – NaF, KF – LiF, K₂TiF₆, K₂F₆Zr, KF – AlF₃, NaF – KF – AlF₃, широко применяемыми при литье, сварке и пайке алюминиевых сплавов. Проведенные исследования показали, что площадь растекания и сила смачивания определяются температурой процесса и природой применяемого флюса. При повышении температуры процесса площадь растекания увеличивалась. Наибольшая площадь растекания и сила смачивания наблюдались при использовании флюсов на основе соли K₂TiF₆, K₂ZrF₆ и флюса на основе системы KF – AlF₃ эвтектической концентрации. Прочность сцепления титана и алюминия, определяемая на нахлесточных образцах, в зависимости от температуры процесса и составов применяемых флюсов изменяется в пределах 28–87 МПа. Применение флюсов на основе солей K₂TiF₆, K₂ZrF₆ и флюса на основе системы KF–AlF₃ обеспечивает прочность сцепления на уровне 60–87 МПа. Наиболее высокие значения прочности сцепления алюминия и титана были получены при использовании флюса K₂ZrF₆, что связано с легированием переходного интерметаллидного слоя, образующегося между алюминием,титаном и цирконием.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках государственного задания № 11.6065.2017/БЧ.

1. Андреев Д. А. Пеноалюминий: настоящее и будущее // Технология легких сплавов. 2006. № 4. С. 192–195.
2. Banhart J. Metal foams: production and stability // Advanced Engineering Materials. 2006. Vol. 8. P. 781–794.
3. Banhart Louis-Philippe Lefebvre, John Banhart, David C. Dunand. Porous metals and metallic foams: current status and recent developments // Advanced Engineering Materials. 2008. Vol. 10 (9). P. 775–787.
4. Banhart J. Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams // Progress in Materials Science. 2001. Vol. 46. P. 559–632.
5. Аксенов А. А., Иванов Д. О., Мансуров Ю. Н. и др. Условия получения качественного пеноалюминия // Juvenis scientia. 2016. № 3. С. 23–26.

6. Романов В. С. Пеноалюминий: PRO ET CONTRA // Технология легких сплавов. 2006. № 1/2. С. 212, 213.
7. Ивашкин А. И., Комаров С. В. Пеноалюминий и сотовые конструкции как альтернатива древесине в транспортных контейнерах для отработавшего ядерного топлива // Русский инженер. 2012. № 2 (33). С. 62–65.
8. Полькин И. С. Пеноалюминий будущего — пенокомпозит // Технология легких сплавов. 2006. № 1/2. С. 210, 211.
9. Ковтунов А. И., Хохлов Ю. Ю., Мямин С. В. Технология формирования слоистых композиционных материалов системы титан – пеноалюминий // Металлург. 2015. № 4. С. 60, 61.
10. Ковтунов А. И., Мямин С. В. Исследование технологических и механических свойств слоистых титано-алюминиевых композиционных материалов, полученных жидкофазным способом // Авиационные материалы и технологии. 2013. № 1. С. 9–12.
11. Ковтунов А. И., Мямин С. В. Жидкофазные способы производства слоистых композиционных материалов : монография. — Тольятти : Изд-во ТГУ, 2016. — 136 с.
12. Шашкин О. В. Вакуумная контейнерная пайка титановых и титано-алюминиевых конструкций припоями на основе алюминия : дис. … канд. техн. наук. — Тольятти, 2006. — 164 с.
13. ГОСТ 23904–79. Пайка. Метод определения смачивания материалов припоями. — Введ. 1980–07–01.
14. Raghavan V. Al – Ti (Aluminum – Titanium) // J. Phase Equilib. Diffus. 2005. Vol. 26, No. 2. P. 171, 172.