Микроструктурные особенности композиционного материала «алюминий - многостенные углеродные нанотрубки» после искро-плазменного спекания

Актуальность и цели. Развитие науки и техники предъявляет повышенные требования к материалам конструкционного и функционального назначения. Значительных успехов в этой области удалось достичь благодаря замене традиционных материалов на композиты с металлической матрицей, упрочненные дисперсными частицами и волокнами. Создание композитов с добавлением многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) в качестве упрочняющей фазы может служить основой для появления материалов с уникальным сочетанием физико-механических свойств. Но создание таких композитов требует проведения экспериментальных исследований по отработке технологических режимов их получения и изучения вопросов, связанных с влиянием исходного состояния компонентов и особенностей технологии на получаемые свойства. Целью данной работы являлось исследование микроструктурных изменений в композите на основе алюминиевой матрицы при добавлении МУНТ в процессе искро-плазменного спекания (ИПС). Материалы и методы. В качестве исходных материалов использовался порошок алюминия марки ПАД-6* чистотой 99,9 % (производство ООО «ВАЛКОМ-ПМ») и МУНТ (содержание аморфного углерода и графита не более 2 %), полученные методом MOCVD и подвергнутые функционализации, путем кислотной обработки в смеси концентрированных серной и азотной кислот. Компактирование смешанных материалов осуществлялось с использованием искро-плазменного спекания в вакууме при 600$^{\circ}$С и давлении прессования 50 МПа с выдержкой 20 мин. Исследование композитов проводилось следующими методами: сканирующая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия. Результаты. Методами электронной и просвечивающей микроскопии проведены исследования образцов алюмоматричного композиционного материала с МУНТ. Выявлены особенности изменений микроструктуры, происходящих при получении композита в установке ИПС. Показано, что ИПС позволяет добиться разрушения слоя Al$_{2}$O$_{3 }$ на частицах порошка металла. Также установлено, что добавление и увеличение содержания МУНТ в матрицу снижает эффективность разрушения данного слоя. Обнаружено, что на сохранность структуры МУНТ после спекания влияет поверхностная обработка нанотрубок на этапе их получения.