Введение Композиционные алюмоматричные материалы, армированные высокодисперсной фазой карбида титана, представляют собой перспективный класс материалов конструкционного назначения с повышенными показателями твердости, прочности и износостойкости [1, 2]. С учетом простоты и доступности оборудования, а также экономической целесообразности, наиболее перспективным для их изготовления является метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), предложенный на кафедре «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» Самарского государственного технического университета [3]. Технология включает проведение экзотермического взаимодействия компонентов исходной шихты – элементных порошков титана и углерода, протекающего в расплаве алюминия в режиме горения со значительной скоростью от 1x10-4 до 0,15 м/с и c достижением температуры в зоне реакции до 3000 К, что обеспечивает высокую смачиваемость образуемых частиц карбида титана и за счет этого существенное повышение механических и трибологических свойств получаемых композиционных материалов [4, 5]. Качественное повышение указанных характеристик было доказано на составах Al-10%TiC, Al-5%Cu-10%TiC, Al-5%Cu-2%Mn-10%TiC и др. путем синтеза в их структурах частиц карбида титана с дисперсностью 100 нм – 1 мкм. В процессе разработки технологии особое внимание уделялось порошковым составам шихты, а именно влиянию размерного фактора и способа получения исходных порошков титана и углерода на полноту протекания процесса СВС и дисперсность получаемой карбидной фазы. Было установлено, что все исследуемые марки порошка титана: ПТМ (с дисперсностью < 80 мкм), ПТХ6-1 (< 180 мкм) и ТПП-7 (< 280 мкм), отличаются хорошей реакционной способностью и могут использоваться для синтеза карбида титана, но его максимальную дисперсность обеспечивает использование порошка ТПП-7, обладающего пористой структурой и за счет этого легко распадающегося на отдельные элементы с последующим химическим взаимодействием с углеродом [6]. Другая часть исследований, посвященная изучению влияния модификации углеродной формы, позволила установить, что, хотя все рассмотренные формы: активированный уголь марок БАУ и АГ-2, коллоидный графит С-1, технический углерод марок Т-900 и П-701 и углеродные нанотрубки (УНТ) «Таунит»™, способны вступать во взаимодействие с титаном, но минимальную дисперсность карбидной фазы, порядка 200…300 нм, обеспечивает использование только технического углерода П-701 и УНТ «Таунит»™. Применение остальных углеродных форм не позволяет провести СВС в полной мере, о чем свидетельствует наличие свободного углерода в составе матрицы и образование нежелательных побочных фаз типа Al4C3 или Al3Ti. Также ранее было установлено, что дисперсность соединения карбида титана в результате СВС-процесса существенно зависит от химического состава матричной основы. И, например, присутствие 5 % меди, которую можно рассматривать как инертную добавку, ведет к снижению температуры СВС-реакции и ее замедлению, в результате чего образуемые частицы карбида титана успевают коагулировать и их дисперсность несколько снижается: при использовании технического углерода П-701 дисперсность составляет 200…500 нм, а с УНТ «Таунит»™ ‒ уже 250…800 нм [7]. Но даже такая незначительная разница в размерных параметрах синтезируемых частиц карбида титана оказывает влияние на их механические показатели (табл. 1), что свидетельствует о необходимости сохранения уровня дисперсности армирующей фазы в ходе дальнейших технологических операций.            Вместе с тем, для матричной основы алюминий-медь наибольшее упрочнение достигается в процессе термической обработки по режиму Т6, включающему закалку и старение. И в работе [8] приводится сравнительная оценка свойств композиционных материалов на основе Al-5%Cu, полученных путем ввода 0,1…1,0 % масс. наноразмерных частиц TiCp и 1,0…5,0 %  масс. микроразмерных TiCp с последующей термической обработкой всех образцов по режиму: выдержка 12 ч при 538 ℃, закалка в воду  и старение 10 ч при 165 ℃. Установлено, что износостойкость наноразмерных материалов с содержанием 0,5 % масс. TiC на 83,5 % выше, чем у матричного сплава Al-Cu при 180 °С при 20 Н и на 16,5 % выше, чем у композита с 5 % масс. микроразмерных частиц TiC. Полученные результаты еще раз доказывают преимущество использования именно высокодисперсной армирующей фазы. Однако, в приведенном примере использовались готовые частицы карбида титана, полученные одним способом и отличающиеся лишь дисперсностью, тогда как в СВС-процессах формирование карбидной фазы происходит непосредственно в расплаве и вопрос о влиянии вида углеродной формы в ходе нагрева на форму и дисперсность образующейся армирующей фазы в достаточной степени не изучен. В связи с этим, в рамках данной работы была поставлена цель провести оценку влияния формы углерода и термической обработки на дисперсность и равномерность распределения фазы карбида титана в составе композиционного материала Al-5%Cu-10%TiС, полученного методом СВС. Исследования Синтез композиционного материалаAl-5%Cu-10%TiC проводился путем вводавзятых в стехиометрическом соотношениипорошков титана марки ТПП-7(ТУ 1715-449-05785388-99) и поочередно двух углеродных форм – углерода марки П-701 и УНТ «Таунит»™ – в расплав Al-5%Cu, разогретый до температуры 900 ℃ в графитовом тигле плавильной печи ПП 20/12.  Морфология и исходные характеристики углеродных форм представлены на рис. 1 и в табл. 2, 3. Термическая обработка в виде выдержки при 535 °С в течение 1 ч, закалки в воду и искусственного старения при   170 ℃ в течение1 ч проводилась в лабораторных камерных печах СНОЛ. Микроструктурный анализ осуществляли на растровом электронном микроскопе Jeol JSM-6390A. Оценка степени равномерности распределения армирующих частиц по объему производилась с применением программной разработки для анализа структур литых металломатричных композиционных материалов на основе платформы ImageJ [10], согласно которой степень равномерности распределения частиц автоматически определяется как отношение стандартного отклонения к среднему арифметическому их числа. Полученное числовое значение может варьироваться от 0 до 1, где нулевое значение означает совершенно однородное распределение, а единица соответствует крайне неравномерному (агломерированному) распределению.Твердость образцов исследовалась на твердомере ЗИП ТК-2М по методу Бринелля поГОСТ 9012-59. Результаты Анализ микроструктур образцов композиционного материала Al-5%Cu-10%TiC(рис. 2) позволил установить, что в случае применения технического углерода П-701 после термической обработки уровень дисперсности частиц карбида титана сохраняется на уровне 200…500 нм, а равномерность их распределения незначительно уменьшается –с 0,16 до 0,28 (рис. 2, в, г). Однако при использовании УНТ«Таунит»™ дисперсность частиц снижается с 250…800 нм до 1…2 мкм, а равномерность распределения – с 0,18 до 0,59, что свидетельствует о более высоком уровне агломерированности (рис. 2, ж, з). При этом значения твердости после термической обработки для образцов с П-701 и УНТ повысились с 63 НВ до 106 и91 НВ соответственно, из чего следует наличие эффекта старения в обоих случаях, но степень упрочнения, очевидно, определяется структурными показателями карбидной фазы.С целью интерпретации результатов необходимо уточнить, что взаимодействие между компонентами исходной смеси в процессе СВС протекает в узкой волне горения и распространяется с высокой скоростью, т. е. размерная неравномерность компонентов шихты может привести к неоднородности получаемого продукта. Согласно модели, предлагаемой в работе [11], механизм образования карбида титана включает капиллярное растекание, т. е. плавление частиц титана во фронте горения с последующим растеканием по поверхности углеродных частиц, в связи с чем синтезируемый продукт должен наследовать геометрию частиц углеродной формы. Подтверждением этому могут служить результаты, приводимые в работе [12], где исследовалась возможность СВС карбида титана в среде аргона при давлении 1 МПа из аналогичных порошковых смесей после их предварительного прессования с давлением 15 кг/см2. Приведенные на рис. 3 микроструктуры позволяют убедится в том, что в случае применения технического углерода, сажевые частицы которого, как правило, шарообразной формы и представляют собой рыхлыецепные образования-агломераты размером0,2…0,8 мкм, частицы образуемого карбида титана также представляют собой преимущественно спекшиеся частицы глобулярной или овальной формы. Тогда как при использовании УНТ, представляющих собой графеновую плоскость, свернутую в рулон [13], отчетливо наблюдаются отдельные частицы цилиндрической формы, в некоторых случаях с острыми гранями. Известно, что наиболее вероятной трехмерной формой частиц, образуемых по механизму «снизу-вверх», является шарообразная, поскольку она отвечает минимумуэнергии [14], поэтому для наносистем характерным является процесс объединения частиц в более крупные и округлые агломераты с целью уменьшения их общей площади поверхности. В связи с этим, очевидно, проведение в ходе термических операций дополнительного нагрева повышает энергию активации рассматриваемых систем и запускает процессы самодиффузии, которые приводят к повышению степени агломерированности в обоих случаях, но именно в случае вытянутых частиц карбида титана, образованных с применением УНТ, данный эффект более выражен. Заключение На основании полученных результатов можно заключить, что исходная форма углерода оказывает существенное влияние на размерные показатели и характер распределения фазы карбида титана, в особенности после проведения термической обработки, в связи с чем, для использования в процессах СВС следует рекомендовать менее склонный к агломерированию технический углерод марки П-701, который к тому же отличается и более низкой стоимостью.