Urganch kompyuter texnologiyalari

 

---

4 
Yuqori nanostruktiv materiallar
Hozirgi vaqtda ko'p miqdordagi nanostrukturali materiallarni olishning uchta 
yo'nalishi mavjud: amorf materiallarning boshqariladigan kristallanishi, ultra nozik 
kukunlarni zichlashi va oddiy don o'lchamlari bilan materiallarning qattiq plastik 
deformatsiyasi. Birinchi variantda materialning amorf holatdan mikrokristalli va 
nanokristal holatiga o'tishi amorf kukunlarni sinterlash paytida, shuningdek issiq 
va iliq presslash yoki ekstruziya paytida sodir bo'ladi. Amorf material ichida hosil 
bo'lgan kristallarning kattaligi jarayonning harorati bilan boshqariladi. Usul turli 
xil (magnit, issiqqa chidamli, aşınmaya bardoshli va boshqalar) materiallar va turli 
xil substratlarda (temir, nikel, kobalt, alyuminiy) istiqbolli hisoblanadi. Ushbu 
usulning nochorligi shundaki, uning mikrokristallik holatiga qaraganda nanokristal 
holatini olish ehtimoli kam. UDPni ixchamlashtirish bilan bog'liq bo'lgan ikkinchi 
yo'nalish bir necha usulda rivojlanadi. Birinchi holda, atomlarning bug'lanishi va 
kondensatsiyalanishi usuli nanoklasterlarni hosil qilish uchun ishlatiladi - zararli 
zarrachalar, odatda, geliy, kam uchraydigan inert gaz atmosferasida aylanadigan 
silindrning sovuq yuzasida yotadi. 
1 - bug'lanish, kondensatsiya va zichlash yo'li bilan quyma nanomateriallarni olish 
sxemasi: 1 - suyuq azot bilan sovutilgan aylanuvchi silindr; 2 - qirg'ich; 3 - inert 
gaz (odatda U); 4 - evaporatator; 5 - vana; 6 - mog'orni mahkamlash; 7 - slayd; 8 - 
piston; 9 - yeng; 10 - yuqori bosimda yakuniy siqish uchun birlik; 11 - dastlabki 
siqishni birligi. 
Bug'langanda va kondensatlanganda, erish harorati yuqori bo'lgan metallar odatda 
kichikroq zarralarni hosil qiladi. Cho'kayotgan kondensat maxsus qirg'ich 
yordamida silindr yuzasidan chiqariladi va kollektorda yig'iladi. Vakuumda inert 
gaz chiqarilgandan so'ng, dastlabki (taxminan 1 GPa bosim ostida) va yakuniy (10 
GPa gacha bosim ostida) nanoprovodni presslash amalga oshiriladi. Natijada 5 ... 
15 mm diametrli va 0,2 ... 0,3 mm qalinlikdagi namunalar mos materialning 
nazariy zichligining 70 ... 95% zichligi bilan olinadi (95% gacha) nanometallar 

---

5 
uchun va nanokeramika uchun 85% gacha). Ushbu usul bilan olingan ixcham 
nanomateriallar bug'lanish va kondensatsiya sharoitlariga qarab o'rtacha kattalik 
birliklaridan o'nlab nanometrgacha bo'lgan kristallardan (donalardan) iborat. Shuni 
ta'kidlash kerakki, kukunlardan nazariy zichlikning 100% ga yaqin zich 
nanomateriallarni yaratish juda murakkab masala va hal qilinmagan, chunki 
nanokristalli kukunlar kam bosilgan va statik presslashning an'anaviy usullari 
natija bermaydi. 
Boshqa usul mexanik silliqlash va mexanik qotishma natijasida olingan kukunlarni 
zichlash bilan bog'liq. Shu bilan birga, hosil bo'lgan nanoponchiklarni zichlash va 
yuqori zichlikka ega bo'lgan quyma nanostrukturali namunalar va ish qismlarini 
ishlab chiqarish muammolari ham mavjud. 
G'ovakligi past bo'lgan ixcham materiallarni olish uchun presslash sinterlash bilan 
bir vaqtda sodir bo'lganda issiq presslash usuli qo'llaniladi. Bunday holda, bosim 
bosimi sovuq bosim bilan solishtirganda o'n baravar kamayadi. Issiq presslash 
harorati, sinterlangan materialning xususiyatiga qarab, asosiy komponentning erish 
haroratining 50 ... 90% oralig'ida. Shu bilan birga, siqilish haroratining oshishi 
donning tez o'sishiga va nanostrukturaviy holatdan chiqib ketishiga olib keladi, 
past haroratlarda, hatto yuqori qo'llaniladigan bosim ostida nanopozitlarning 
konsolidatsiyasi qoldiq g'ovaklikka olib keladi. Bundan tashqari, kukunlarni 
tayyorlash paytida namunalarning ifloslanishi va ayniqsa ularning geometrik 
o'lchamlarini oshirish muammo bo'lib qolmoqda. 
Shu nuqtai nazardan, jiddiy plastik deformatsiya (SPD) usullari bilan, ya'ni yuqori 
qo'llaniladigan bosim ostida katta deformatsiyalar bilan nanostrukturali 
materiallarni ishlab chiqarish katta qiziqish uyg'otadi. SPD usullari katta 
deformatsiyalar tufayli nanozizatsiya qilish uchun metall va qotishmalardagi 
mikroyapının kuchli aniqlanishiga asoslangan. Ushbu usullarni ishlab chiqishda 
quyma nanomateriallarni olish uchun bir nechta talablar mavjud. Birinchidan, 
yuqori burchakli don chegaralariga ega bo'lgan ultra donali (UFG) tuzilmalarni 
shakllantirishning ahamiyati, chunki bu holda materiallarning xususiyatlari sifat 
jihatidan 
o'zgaradi. 
Ikkinchidan, 
olingan 
materiallar 
xususiyatlarining 
barqarorligini ta'minlash uchun zarur bo'lgan namuna hajmi bo'yicha bir xil bo'lgan 
nanostrukturalarning shakllanishi. Uchinchidan, ularning kuchli deformatsiyasiga 
qaramay, namunalar mexanik shikastlanishga yoki halokatga ega bo'lmasligi kerak. 
Katta nanostrukturali metallar va qotishmalarni olish imkoniyatlarini namoyish 
etgan birinchi ishlar 1980 yillarning oxiri va 90-yillarning boshlarida R. 3. Valiev 
va uning hamkasblari tomonidan SPDning ikkita usulini qo'llagan - yuqori bosimli 
burama va teng kanalli burchakli presslash. (2-rasm). 
Yuqori bosimli burmali deformatsiyani o'rnatish dizayni (2-rasm) Bridgman anvil 
printsipiga asoslanadi, bu erda namuna hujumchilar orasiga joylashtiriladi va bir 
necha gigapaskalning bosim ostida (P) siqiladi, so'ngra deformatsiya juda katta 
(10) yoki undan ko'p) qo'llaniladi. Pastki otash pimi aylanmoqda va sirt 
ishqalanishi namunani deformatsiyaga majbur qiladi. Namunalarning geometrik 
shakli shundayki, gidrostatik siqilish sharoitida materialning asosiy qismi 

---

6 
deformatsiyalanadi, natijada namunalar yo'q qilinmaydi. Shu tarzda olingan 
namunalar diametri 10 ... 20 mm va qalinligi 0,2 ... 0,5 mm bo'lgan disklar shakliga 
ega. 
Jiddiy plastik deformatsiyaning usullari sxemasi: a - yuqori bosimli burama usuli; 
b - kanalni teng burchakli bosish usuli; 1 - zarba; 2 - namuna; 3 - qo'llab-
quvvatlash; 4 - bo'sh 
Garchi ularning tuzilishi deformatsiyadan so'ng yarim burilish bilan tozalangan 
bo'lsa-da, bir hil ultrafinozli strukturani hosil qilish uchun bir nechta 
burilishlarning deformatsiyasi zarur. Bunday holda, olingan namunalardagi 
o'rtacha don miqdori, qoida tariqasida, 100 ... 200 mikronni tashkil qiladi. Shu 
bilan birga, strukturadagi donning yakuniy kattaligi jiddiy deformatsiya 
sharoitlariga - qo'llaniladigan bosimning qiymati, harorat, deformatsiya darajasi va 
o'rganilayotgan material turiga bog'liq. 
Katta nanostrukturali materiallarni olish uchun yana bir usul qo'llaniladi, 
shuningdek, kesish deformatsiyasiga asoslangan - teng kanalli burchakli bosim. 
ECAPni 
amalga 
oshirayotganda, 
ishlov 
beriladigan 
qism 
materialning 
deformatsiyalanishiga qarab xona yoki ko'tarilgan haroratda bir xil kesmalarga ega 
bo'lgan ikkita kesishgan kanal orqali bir necha marta maxsus asbobga suriladi. F = 
90 ° tez-tez ishlatiladigan burchaklarda har bir o'tish deformatsiyaning haqiqiy 
darajasiga to'g'ri keladi, taxminan 1 ga teng. Nanostrukturalar hosil bo'lishi uchun 
nafaqat o'tish soni, balki kanallar orqali o'tish yo'nalishlari ham juda muhimdir. bir 
nechta ECAP marshrutlari ajratilishiga qarab muhim. Ushbu usul uchun muhim 
omil, shuningdek, past plastmassa materiallar uchun ham olingan namunalarning 
yaxlitligini saqlab qolishdir. Ushbu usulni amalga oshirish o'rtacha don hajmi 200 
nm dan 500 nm gacha bo'lgan UFG strukturasini shakllantirishni ta'minlashi 
mumkin. 
So'nggi yillarda teng kanalli burchakli presslash ko'p miqdordagi nanostrukturali 
metallar va qotishmalardan amaliy foydalanish imkoniyatlari bilan bog'liq ko'plab 
tadqiqotlar ob'ekti bo'ldi. So'nggi ishlanmalar diametri 60 mm gacha va uzunligi 
200 mm gacha bo'lgan namunalar va buyumlarning geometrik o'lchamlarini 

---

7 
oshirishga qaratilgan uzun ish qismlarini olish, deformatsiyalanishi qiyin va past 
bo'lgan joylarda nanostrukturalar hosil qilish. -plastik metallar va qotishmalar 
Nanostrukturali titanning quyma ignalari. 
Jarayonning samaradorligini oshirish uchun og'ir plastik deformatsiyaning boshqa 
usullarini - har tomonlama zarb qilish, maxsus prokat va boshqalarni ishlab 
chiqishga ham katta e'tibor qaratilmoqda. 
nanostruktura atomik kristalli nanofiber 

---

8