Диплом N 322

Заявка N А-407 от 1 декабря 2006 г..

Авторы открытия:

доктор техн. наук Авраамов Ю.С., доктор физ.-мат. наук Калашников Н.П., канд. техн. наук Кошкин В.И., академик РАН Панин В.Е., член-корр. РАН Шамшев К.Н., доктор техн. наук Шляпин А.Д.. (Московский государственный индустриальный университет, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН).

Название открытия

ЯВЛЕНИЕ ВЗАИМНОГО МАССОПЕРЕНОСА КОНТАКТИРУЮЩИХ ТВЕРДЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Приоритет открытия

12 декабря 2005 г. – в части экспериментального обнаружения явления;

26 апреля 2006 г. – в части теоретического обоснования открытия.

«Установлено неизвестное ранее явление взаимного массопереноса контактирующих твердых металлических веществ при импульсном воздействии, заключающееся в том, что при интенсивном импульсном воздействии (ударно-волновом, электрическом, электромеханическом и др.) на зону контакта происходит взаимный массоперенос контактирующих веществ с сохранением их сплошности на расстояние от исходной контактной поверхности, определяемое энергией и длительностью импульсов».

Открытие относится к физическому материаловедению.

Сущность открытия заключается в том, что при высокоэнергетических импульсных воздействиях на зону контакта твердых металлических веществ происходит аномальный массоперенос без нарушения сплошности реагентов. Действие коротких импульсов, длительность которых не превышает 10 мс, приводит к переносу массы на расстояния ~ 1 см, причем размеры обнаруженных частиц перенесенного вещества достигают нескольких десятков мкм. В ряде экспериментальных и теоретических работ рассматривались условия и механизмы реализации сверхглубокого проникания твердых микрочастиц в металлы. Порошинки размером до 100 мкм, разогнанные продуктами детонации до скоростей ~ 2 км/с, сталкивались с металлической преградой, при этом часть из них проникала в металл на глубину ~ 1 см, а каналы, образуемые частицами, схлопывались, так что сплошность мишени не нарушалась.

Полученные авторами открытия результаты свидетельствуют о том, что сверхглубокое проникание может происходить не только при столкновении с металлической матрицей микрочастиц, разогнанных до больших скоростей, но и в принципиально других условиях. Действие высокоэнергетических импульсов различной природы (ударно-волновое воздействие, электрический импульс, электромеханический импульс) на зону контакта твердых металлических веществ приводит к аномальному массопереносу. Кроме того, в таких условиях происходит взаимный массоперенос.

Авторами открытия получены экспериментальные факты, подтверждающие проникание микрочастиц легирующего металла в металлическую матрицу. Явление подтверждено методами металлографии и микрорентгеноспектрального анализа на целой группе различных комбинаций контактирующих металлических веществ: Fe-Pb, Cu-Pb, Fe-Cu-Pb, Fe-Pb-W, Al-Pb, Al-Cu, Fe-Sn, Fe-Sn-Pb, Fe-Bi-Pb.

С точки зрения теории физического материаловедения, обнаруженное явление означает установление специфического взаимодействия в неравновесных многокомпонентных системах, механизм и кинетика которого не укладываются в рамки традиционных представлений.

В прикладном отношении открытие явления аномально быстрого массопереноса фактически дает основу для:

• широкого внедрения принципиально нового способа получения многокомпонентных и многофазных беспористых композиционных материалов, являющегося альтернативным по отношению к традиционным методам сплавления и спекания (речь идет о получении сплавов из компонентов, которые нельзя сплавить обычным методом), а также по отношению к методу контактного легирования;
• разработки принципиально новых методов целенаправленного изменения структуры и служебных характеристик материалов.

1. Заявка на открытие N А-407 от 1 декабря 2006 г. (Международная академия авторов научных открытий и изобретений).
2. Разработка технологии новых композиционных материалов на основе железа, содержащих тяжелые легкоплавкие компоненты, и технологических нормативов безопасной эксплуатации атомных энергетических установок использующих жидкометаллические теплоносители на основе свинца: Отчет о научно-исследовательской работе. - М.: МГИУ, 2005. - (Приоритетная публикация).
3. AvraamovY.S., Koshkin V.I., ShliapinA.D. Formation of structure in alloys based on the system with limited solubility in liquid state / Selected Proceedings of the 8th China - Russia Symposium on New Materials and Technologies // Journal of Guangong Non-Ferrous Metals. - 2005. vol. 15 - N 2-3 - pp. 34-41.
4. Физическая мезомеханика деформируемого твердого тела как многоуровневой системы. II. Явление взаимного проникания частиц разнородных твердых гел без нарушения сплошности под воздействием концентрированных потоков энергии / B.E.Панин, А.В.Панин, Д.Д.Моисеенко, А.Д.Шпяпин, Ю.С.Авраамов, В. И. Кошкин // Физическая мезомеханика. - 2006. - Т. 9. - N 4.