Фиг.2 . Общ вид на взривната камера

1. Метализацията с Cu е проведена чрез редукция на медна сол с хипофосфит в присъствие на УДД. Характерно за метода е, че се отлага мед със значителни примеси от меден хидрид, който би могъл да доведе до възможни проблеми при внасянето на така метализирания УДД в сплави. Затова покрития с мед УДД бе подложен на термична обработка във вакуум, при която се отделя потенциално рисковият водород и покритието от чиста мед се стабилизира. Рентгеноструктурният анализ показва, че съдейки по ширината на металния пик покритията се проявяват като наноразмерни с характерен размер почти еднакъв с този на частиците УДД. Трудно е да се каже дали това са метални наночастици, прилепнали към УДД или повече или по-малко равномерен метален слой, който само рентгенографски се проявява като частица. Във всички случаи, метализацията оскъпява нанодиамантите незначително, но създава на повърхността им здраво захванати метални ядра. Получаването на ултрадисперсни диамантени частици (УДД или ND) чрез взривен способ, както и тяхното приложение, през последните години привлича все по-голямо внимание. Експерименталното решение на проблема се базира на предположението, че при взривяването на взривните вещества (ВВ) с отрицателен кислороден баланс освободения въглерод се превръща в диамант при съответните стойности на налягането р и температурата Т. Детонационната вълна представлява комплекс от ударна вълна, на фронта на която започва разлагането на ВВ, следвана от зоната на химичната реакция, завършваща в точката на Чемпен-Жуге. Изчислените стоиности на р и Т в детонационната вълна за някои ВВ, съпоставени с фазовата диаграма на въглерода (фиг.1) показват, че свободният въглерод кондензира в диамант. Например, за заряди от ТХ 50/50 (тротил/хексоген с плътност 1,67 g/cm3) точката на Жуге лежи в областта на течния въглерод, следователно диамантът кристализира от микрокапките С и при разширението на продуктите от взрива се превръща в графит. Количеството на отделящият се С зависи от състава на ВВ, плътността ρ0 на заряда и условията на взрива. За синтез на диаманта е целесъобразно да се използват смесени ВВ, при които зоната на химичната реакция е по-широка и се създава микротурболентност, способстваща нарастването на диамантените кристали. В процеса на експериментиране най-удачни се оказаха взривните смеси тротил/хексоген (TNT/RDx), при които се отделя значително количество свободен въглерод и при взривяването им се постигат необходимите за синтез на диаманта термодинамични параметри. Зарядите с цилиндрична форма и съотношение TNT:RDx (50÷70) : (50÷30) бяха поставени в обвивка от лед, охладен под -25°С и взривени във взривна камера (фиг.2), при радиално-аксиално разпространение на фронта на детонационната вълна. • ND са използвани за модифициране на алуминиева сплав AlSi7Mg, като към течната стопилка са добавени поотделно три вида ND с електрохимично покритиеот различни метали: • ND+Ag - прахотND и плакиращ метал Ag. Концентрация на ND - 0.1% и 0.15 % от теглото на стопилката; • ND+Cu - прахотND и плакиращ метал Cu. Концентрация на ND - 0.15 %; • ND+Ni - прахотND и плакиращ метал Ni. Концентрация на ND - 0.15 %. • Добавката на 0.1 % ND+Agв стопилката подобрява лятата структура.Формата на алуминиевите зърна от удължена става по-равноосна и размерите на тези окръглени кристални зърна рядко надвишава 50÷60 µm(фиг. 6). Обемната част на сферичните клетки в обработената с ND сплав нараства почти два пъти. Средният диаметър на зърната Dсрнамалява с 26.7 % (от 17.93 µm на 13.15 µm), а стойностите наDAS - с 6.6 % (от 13.74 µm на 12.84 µm). Нарастването на микротвърдостта достига 15.3 % (от 58.2 kg/mm2на 67.1 kg/mm2). a) изходна б) с 0.1% УДД + Ag Фиг. 6.Микроструктура (LM) на сплавAlSi7Mg Фиг.1. Фазова диаграма- I – химическа реакция; II – изоентропа на разширението; III – графитизация на диаманта ,1 – тротил; 2 – хексоген; 3 – тен;4-7 – точка на Жугепри ρ0=1,67 (4), ρ0=1,43 (5), ρ0=1,25 (6), ρ0=1,11 (7) за ТХ 50/50 Фиг.2. Общ вид на взривната камера Полученият УДД представлява фин сив прах, с размер на частиците 2÷6 nm, специфична повърхност до 400m2/g, чистота – 99.9% и пикнометрична плътност – 3.16 g/cm3(фиг.3 и фиг.4). Приложената ренгенограма (фиг.5) се характеризира с три добре оформени рефлексa, показващи незначителни остатъци от графит. Изследванията, извършени със сканиращ електронен микроскоп и проведената компютърна обработка на образите показват, че частиците УДД са почти изометрични със среден размер 4÷7nm. При обикновени условия частиците са агрегирани в агломерати с гроздовидна форма, достигащи размери от порядъка на микрони. Разрушаването на тези агрегати е извършено чрез неколкократно замразяване на суспензията от УДД и вода при температура на течния азот и последваща обработка с мощен ултразвуков генератор, при използване на подходящи разтворители.При съчетаването на тези два метода се получава УДД с описаните по-горе свойства, висока седиментна устойчивост и аномалновисоки адсорбционни свойства. а) изходна б )c 0.15% ND + Ni Фиг.7. Металографски снимки (LM) на сплав EN AC42000AlSi7Mg В отливката с добавени ND (фиг.7) се наблюдава промяна на алуминиевите зърна, коитостават по-равноосни. Средният им диаметър намалява с 30% (от 26.3 µm на 18.4 µm), DAS намалява с 25.5% (от 23.9 µm на 17.81 µm), средният диаметър на Si-частици намалява с 65 % (от 9.23 µm на 3.23 µm). Микротвърдостта се увеличава с 13.1 % (от 61 kg/mm2 на 69 kg/mm2), границата на провлачане нараства с 2.3% (от 128 МРа на 131 МРа), границата на якост – с 4.2% (от 192 МРа на 200 МРа), а относителнотоудължение нараства с 3.7% (от 2.7% на 2.8%). • Изводи: • Представена е детонационна технология за получаване на УДД (ND). • Определени са основни характеристики на УДД (ND). • Представени са резултати от влиянието на NDвърху микроструктурата и механичните свойства на сплав AlSi7Mg и отливка тип „Лодка носеща”. Фиг. 3 Фиг. 4 Фиг. 5 При вграждане на ND в метални сплави е целесъобразно те предварително да се метализират. Разработени са различни методи захимическо отлаганена метални покрития върху ND. Най-удачни се оказаха покритията с Ag (10÷50%)и Cu (50%). Метализацията с Ag е проведена по методана химическо отлаганеот разтвор на сребърно комплексно съединение, което при редукция даваметално сребро. При тази реакция, известна като „сребърноогледало”, върху стените на съда не се отложипочти никакво метално сребро, което означава, че то се е отложило изцяло върхуповърхността на УДД. Lmarkov@space.bas.bg, doctorka@abv.bg,rossy@ims.bas.bg, v.manolov@ims.bas.bg Работата е част от Проект ТК01/076, финансиран от МОМН. ДЕТОНАЦИОНЕН СИНТЕЗ, ДЕАГРЕГАЦИЯ И МОДИФИКАЦИЯ НА УЛТРАДИСПЕРСЕН ДИАМАНТ ЗА ПРИЛОЖЕНИЕ В НАНОМОДИФИЦИРАНИ СПЛАВИ Людмил Марков1, Юлиян Караджов1, Росица Димитрова2, Валентин Манолов2 1-Институт за космически изследвания и технологии – БАН, София 1113, ул. Акад. Г. Бончев, бл.1 2 - Институт по металознание, съоръжения и технологии „Акад. А. Балевски”с център по хидроаеродинамика – БАН, София 1574, бул. „Шипченски проход” №67 NDса използвани и за модифициране на отливка на реално използван в промишлеността детайл – т.нар. „Лодка носеща”, която е част от електропреносната мрежа. Тя е отлята от сплав тип AlSi7Mg (EN AC42000AlSi7Mg), като към стопилката са добавени 0.15% ND+Ni (ND:Ni 1:0.1).