Вплив режимів електроіскряного оброблення на формування твердих розчинів у стопах міді з залізом і кобальтом

Abstract

Методами рентґеноструктурної аналізи, електронної мікроскопії та магнетометрії досліджено структуру, фазовий склад, дисперсність і магнетні властивості високодисперсних порошків стопів міді з залізом і кобальтом, одержаних методою електроіскряного оброблення у дистильованій воді, етиловому спирті та гасі. Показано, що у процесі електроіскряного оброблення в порошках формуються пересичені тверді розчини між міддю, залізом і кобальтом та їхні оксиди CoO, Cu₂O, FeO й карбіди Co₃C, Fe₂C, Fe₃C, кількість яких істотно залежить від типу робочої рідини. Крім того, показано, що електроіскряне оброблення приводить до значного подрібнення структури; при цьому форма частинок порошків близька до сферичної, а їхні розміри знаходяться в інтервалі від 0,1 до 10 мкм. Концентрація металів у твердих розчинах після електроіскряного оброблення набагато (на 2–3 порядки) перевищує рівноважні значення концентрації для цих систем у масивних зразках. Магнетні властивості порошків стопів Cu–Co і Cu–Fe визначаються їхніми фазовим складом і дисперсністю, які залежать від робочої рідини.

Методами рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии и магнитометрии исследованы структура, фазовый состав, дисперсность и магнитные свойства высокодисперсных порошков меди с железом и кобальтом, полученных методом электроискровой обработки в дистиллированной воде, этиловом спирте и керосине. Показано, что в процессе электроискровой обработки в порошках формируются пересыщенные твёрдые растворы между медью, железом и кобальтом, а также их оксиды CoO, Cu₂O, FeO и карбиды Co₃C, Fe₂C, Fe₃C, количество которых существенно зависит от типа рабочей жидкости. Кроме того, показано, что электроискровая обработка приводит к значительному измельчению структуры. При этом форма частиц порошков близка к сферической, а их размеры находятся в интервале от 0,1 до 10 мкм. Концентрация металлов в твёрдых растворах после электроискровой обработки намного (на 2–3 порядка) превышает равновесные значения концентрации для этих систем в массивных образцах. Магнитные свойства порошков сплавов Cu–Co и Cu–Fe определяются их фазовым составом и дисперсностью, которые зависят от рабочей жидкости.

The structure, phase composition, dispersion, and magnetic properties of fine powders of copper with iron and cobalt obtained by electrospark method in distilled water, ethanol, and kerosene are investigated by X-ray analysis, electron microscopy and magnetometry methods. As shown, oversaturated solid solutions of copper with iron and cobalt as well as their oxides (CoO, Cu₂O, FeO) and carbides (Co₃C, Fe₂C, Fe₃C) are formed in powder blends during electrospark treatment. The quantities of oxides and carbides essentially depend on the type of working liquid. As shown, electrospark treatment leads to considerable structure changes, particle shape becomes near spherical, and their sizes are within the range from 1 to 10 μμm. Concentrations of metals in solid solutions after electrospark treatment exceed much (by 2–3 orders of magnitude) the equilibrium values of concentrations for these systems in bulk specimens. Magnetic properties of fine powders of the Cu–Co and Cu–Fe alloys are determined by their phase composition and dispersity, which depend on the working liquid.