Представлены результаты исследования элементного состава, структуры и физических свойств медных порошковых материалов, полученных методом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) в среде керосина из отходов медной проволоки электротехнической чистоты. Для ЭЭД токопроводящих материалов использована оригинальная установка, разработанная авторами (патент 2449859 РФ). С помощью лазерного анализатора «Analysette 22 NanoTec» установлено, что средний размер частиц порошка составляет 33,56 мкм. Рентгеноспектральным микроанализом определено содержание основных элементов в порошке – 79,5 % Cu, 17,7 % С и 2,0 % О. Результаты электронной микроскопии исследованного порошка показали, что его составляют частицы правильной (сферической или эллиптической) и неправильной (конгломераты) формы, а также осколочного вида.

Обсуждаются особенности получения керамических пористых и плотных композиционных материалов на основе соединений системы Si–C–O–N с участием химических реакций и образованием новых фаз. Предпринята попытка анализа сравнительно новых технологий в терминах, развитых в ранних работах по реакционному спеканию нитрида, карбида и оксинитрида кремния. Показано, что подход к реакционному спеканию, заключающийся в выборе перспективных реакционных систем с учетом объемных эффектов реакций, протекающих в ходе получения материала, может быть распространен на случай получения пористых и высокопористых материалов. Если для получения плотных материалов применяются реакционные системы с положительными объемными эффектами, то при создании высокопористых материалов могут быть использованы реакционные системы с отрицательными объемными эффектами.

Получены композиты: Al/Al2O3 (керметная слоистая матрица) – наполнитель (дискретные металлические волокна, дюралевая стружка, частицы графита, зерна электрокорунда, каолиновые волокна, сферолиты технического глинозема). Для формирования слоистой керметной матрицы использовали промышленно производимую алюминиевую пудру ПАП-2, состоящую из чешуйчатых частиц со стеариновым покрытием (удельная поверхность пудры – 4,1322 м2/г, размеры ее частиц варьируются от 0,03 до 10 мкм). С целью создания композитов применяли следующие основные технологические операции: термообработка пудры ПАП-2 на воздухе для выжига стеарина с поверхности частиц и его замены на пассивирующую алюмооксидную пленку, смешивание полученного порошкового продукта с наполнителем, прессование и реакционное спекание порошковых заготовок в режиме фильтрационного горения на воздухе. Для изготовления композита Al/Al2O3–С предложен новый подход, в основе которого лежит химическая реакция «омыления» стеарина. Она протекает между стеарином на поверхности алюминиевых частиц и едким натром – продуктом гидролиза разбавленного жидкого стекла, вводимого в исходную пудру. Продукты реакции (стеарат натрия и глицерин) при последующей термообработке на воздухе разлагаются с образованием коксового остатка на поверхности частиц. Физико-механические свойства композитов определяли с использованием стандартных и общепринятых методик.

Из порошков меди, ее оксида, алюминия и графита методом механического легирования в аттриторе в воздушной среде изготовлены гранулы размером 45–315 мкм. Их структура представляет собой медную основу с размером зерен 150–300 нм, по границам которых расположены включения фазы γ-Al2O3 размерами 30–60 нм и небольшие количества промежуточной фазы Cu–Al2O3 и углерода. Микротвердость гранул находится в пределах 1500–2100 МПа. Путем двукратного прессования–спекания смеси медного порошка и механолегированных гранул получены образцы композиционных материалов с содержанием гранул 30, 50 и 70 мас.%. Исследовались их механические свойства, электропроводность и структура в зависимости от температуры спекания и количества гранул. При различных содержаниях гранул свойства материалов, спеченных при 900 °C, изменяются в следующих пределах: электропроводность – 55÷70 % от электропроводности меди марки М1, твердость – 60÷93 НВ, предел прочности на растяжение – 150÷230 МПа. При этом прочность и твердость при увеличении массовой доли гранул возрастают, а электропроводность – снижается. Структура материала, содержащего 30 % гранул, представляет собой медную матрицу с включениями на основе гранул, микротвердость которых составляет 1150–1700 МПа. В образцах, в составе которых присутствует 70 мас.% гранул, образуется каркас, заполненный медной фазой. Твердость материала с массовой долей гранул 50 % после нагрева в течение 120 мин при t = 900 °C уменьшается менее чем на 15 %.

Методом низкотемпературной адсорбции азота на приборе ASAP 2020 проведены исследования удельной поверхности и пористой структуры углеродных волокон на основе вискозы производства Красноярского завода химических волокон. Показана зависимость величины их удельной поверхности и характера распределения пор по размерам от режимов газофазной активации в токе диоксида углерода при температуре 900 °С. Установлено, что при активации адсорбционная поверхность углеродных волокон может вырасти от 0,3 до 1900 м2/г. Выявлено, что увеличение времени активации ведет к повышению удельной поверхности волокон за счет появления большого количества новых микропор и развития микропористой структуры.

Приведены результаты изучения микроструктуры и твердости поверхностных слоев наплавленного с использованием волоконного лазера никелевого сплава на титановый α + β-сплав после их комбинированного упрочнения при воздействии лазерного излучения. Лазерная наплавка позволяет получать покрытия с высокой твердостью и закалочными структурами в 
поверхностных слоях титанового сплава. Твердость наплавленного металла после высокоскоростного охлаждения с температуры расплава на поверхности титановой подложки в 2,7 раза больше твердости мартенситного слоя, сформированного в титановом сплаве после закалки.

Исследовано влияние механической обработки на структуру и фазовый состав порошковых смесей Ti–10%Ca3(PO4)2. По технологии прессования и вакуумного спекания получены керамические электродные материалы Ti–Ti3P–CaO с высокой однородностью компонентов и остаточной пористостью 5–7 %. Изучена эрозионная способность спеченного металлокерамического электрода Ti–Ti3P–CaO при импульсной электроискровой обработке титановых подложек и проведено сравнение с электродами TiC0,5–Ti3POx–CaO, изготовленными методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Покрытия, полученные при использовании электродов Ti–Ti3P–CaO и TiC0,5–Ti3POx–CaO, характеризовались высокой сплошностью, толщиной до 20 мкм, микротвердостью до 3,6 ГПа, шероховатостью 3,3–4,6 мкм, наличием и равномерным распределением биоактивных элементов кальция и фосфора.

Исследована кинетика осаждения электроискровых покрытий на жаропрочном никелевом сплаве ЭП718-ИД при использовании трех составов СВС-электродов системы Cr–Al–Si–B. Установлен оптимальный частотно-энергетический режим нанесения (Е = 0,048 Дж, I = 120 A, f = 3200 Гц, τ = 20 мкс), характеризующийся минимальной величиной эрозии электрода при удовлетворительной скорости осаждения покрытий. Проведены комплексные исследования структуры, фазового состава и свойств покрытий. Показано, что электроискровые покрытия, сформированные электродами Cr–Al–Si–B, заметно повышают твердость, жаростойкость и износостойкость никелевого сплава ЭП718-ИД и могут быть рекомендованы для защиты поверхности ответственных деталей и узлов из никелевых сплавов.