Исследованы кинетические закономерности протекания процессов восстановления нанодисперсных и микронных никелевых порошков водородом в неподвижном слое, в слое с наложением бегущего магнитного поля высокой мощности и в вихревом слое, создаваемом ферромагнитными телами под действием данного поля. Кинетические параметры процесса рассчитывали в условиях линейного нагрева и в изотермии с использованием моделей Фримена–Кэрола и Мак Кевана соответственно. С помощью таких методов, как термогравиметрия, рентгеновская дифрактометрия, измерение удельной поверхности по низкотемпературной адсорбции азота и электронная сканирующая микроскопия, были исследованы свойства исходных, промежуточных и конечных продуктов.

Пневмоциркуляционным методом получены различные фракции порошков алюминия и нитрида алюминия. Порошки Al имеют высокую дисперсность и минимальное содержание Аl2ОЗ·3Н2О. При переработке порошков нитрида алюминия СВС-К и СВС-Н при одинаковых режимах работы выявлено существенное отличие в морфологии частиц, обусловленное методами получения этих материалов. Для частиц AlN значение форм-фактора K в процессе переработки изменяется от 20,5 у исходного порошка до 11,8 у остатка порошка в установке. Применение пневмоциркуляционного метода в процессе получения порошков AlN определяет особенности их морфологии и электрокинетических характеристик в суспензии. Установлено влияние рН на дзета-потенциал (ζ) частиц AlN. Изменение величины рН порошка AlN с 3 до 8 приводит к изменению значения ζ с +15 до –23 мВ.

Показана возможность армирования слоистой керметной матрицы Al/Al2O3 металлическими ВЗР-волокнами (сталь, титан, алюминий), а также дискретной дюралевой стружкой. Максимальный эффект армирования достигался при использовании титановых и стальных волокон при их содержании соответственно 20 и 10 об.% благодаря реализации нескольких энергоемких механизмов разрушения. Полученные композиты характеризуются следующими свойствами: ρ = 2,30÷ ÷2,85 г/см3, σизг = 180÷250 МПа, K1с = 7,5÷15 МПа·м1/2 и KСU = (18÷35)·103 Дж/м2. Композит «Al/Al2O3 – Скокс. остаток» имеет ρ = 2,21÷2,23 г/см3 при весьма низком коэффициенте трения скольжения – 0,17 (контртело – шарик из стали ШХ- 15 под нагрузкой 1 Н). В композите «Al/Al2O3 – зерна электрокорунда» формируется оксидно-адгезионный тип связи, позволяющий удалять из рабочей шлифзоны отработанные зерна и реализовывать режим самозатачивания. Материал, содержащий каолиновые волокна, является ультралегковесной керамической теплоизоляцией (0,25–0,5 г/см3), λ = 0,07÷ ÷0,2 Вт/(м·К) в интервале 20–1000 °С. Материал, включающий алюмооксидные сферолиты, сочетает достаточно высокую прочность (σизг = 10÷50 МПа) и пористость (42–52 %), при этом отличается повышенной термостойкостью благодаря быстрому устранению температурного градиента на элементах структуры, имеющих микронное сечение.

Представлены результаты исследования свойств медных гальванических покрытий, изготовленных на гальванической установке L1-210 v2 (Италия) с использованием электролита гальванического блестящего меднения фирмы «24 Карата» (Москва) и добавки электроэрозионного медного нанопорошка, полученного электроэрозионным диспергированием (ЭЭД) отходов медной проволоки в воде дистиллированной. Для ЭЭД токопроводящих материалов применялась оригинальная установка, разработанная авторами (патент 2449859 РФ). Значения коэффициента трения и фактора износа, полученные при испытаниях покрытий на автоматизированной машине трения «Tribometer» (CSM Instruments, Швейцария), свидетельствуют об отсутствии существенных отличий в износостойкости образцов. Испытания твердости образца по поверхности проводили с помощью автоматической системы анализа микротвердости DM-8 по методу микроВиккерса при нагрузке на индентор 25 г по 10 отпечаткам со свободным выбором места укола в соответствии с ГОСТ 9450-76. Время нагружения индентора составляло 15 с. Установлено, что микротвердость медного покрытия с добавкой наночастиц меди на 15 % выше, чем у стальной подложки и образца со стандартным медным покрытием.

Установлены технологические режимы проведения процессов плазменно-электролитической обработки титановых сплавов ВТ6, ВТ1-0, позволяющие получать с высокой скоростью (>5 мкм/мин при плотности переменного тока 10 А/дм2) декоративные черные аморфные покрытия на основе SiO2 на их поверхности. Покрытие, нанесенное на сплаве ВТ6, более чем в 2 раза увеличивает его износостойкость. Предложен механизм образования декоративных покрытий черного цвета на титановых сплавах. Он основан на образовании обсидиана вследствие быстрого затвердевания расплава из SiO2 и на вхождении в покрытие на основе аморфного SiO2 небольших концентраций оксида ванадия. При этом если черное декоративное покрытие на сплаве ВТ6 получается из-за наличия в покрытии на основе обсидиана оксида ванадия (4,3 %), то для создания аналогичного по декоративному цвету покрытия на сплаве ВТ1-0 необходимо в водный раствор вводить ванадат натрия при проведении процесса плазменно-электролитической обработки.

Исследована трансформация структуры, фазового и химического составов покрытий систем Al–Ni и Al–Ni–Cr, полученных путем диффузионного взаимодействия при термообработке сваренных взрывом слоистых композитов 12Х1МФ+НП2+АД1 и 12Х1МФ+Х20Н80+АД1. Установлено, что с увеличением времени выдержки при температуре 1100 °С происходит выравнивание химического состава в поверхностной части покрытия, сопровождающееся ростом содержания никеля и снижением доли алюминия. Показано, что диффузионное перераспределение алюминия по толщине покрытия в процессе температурного воздействия в системе Al–Ni–Cr происходит медленнее, чем в бинарной системе Al–Ni.

Изучены микроструктура и механические свойства 4 матриц сложного химического состава: ВК15–Cu, ВК15–Cu–Sn, ВК20–Cu, ВК20–Cu–Sn, применяемых при изготовлении алмазного бурового инструмента. Процесс получения образцов матриц проводили методом инфильтрации формовок твердосплавной шихты при t = 1100 °С медью и при t = 1000 °С бронзой. Были изготовлены шлифы безалмазных матриц, проведены их металлографический и микрорентгеноспектральный анализы, определены их твердость, микротвердость, плотность и пористость. Твердость матриц устанавливали по шкале HRC, микротвердость – на приборе ПМТ-3 при использовании нагрузки 2 Н. В результате выявлено, что 1) методом инфильтрации формовок твердосплавной шихты марок ВК15 и ВК20 расплавами на основе меди и бронзы получаются твердые и прочные матрицы алмазного инструмента с открытой пористостью не более 3 %, при этом процесс инфильтрации более полно протекает при использовании бронзы; 2) наиболее твердыми являются матрицы, созданные инфильтрацией бронзой формовок твердосплавной шихты марки ВК15. Применение матриц на основе твердосплавной шихты марки ВК20 при изготовлении бурового алмазного инструмента нецелесообразно из-за резкого снижения его абразивной способности при бурении твердых материалов.

Статья посвящена технологии изготовления изделий из пористых порошковых материалов путем заполнения металлической матрицы различными наполнителями при воздействии ультразвуковых волн. Рассмотрены механизмы диффузии твердых частиц наполнителя в поры порошкового материала при различных случаях движения частиц. Представлено математическое описание механизмов движения частиц в случае воздействия силы тяжести и при совместном действии силы тяжести и ультразвука, а также дано объяснение процесса заполнения пор твердыми частицами инфильтрующей суспензии.

6 марта 2016 года на 83-м году ушел из жизни выдающийся ученый в области порошковой металлургии и материаловедения, академик РАН, основатель кафедры порошкового материаловедения и Научного центра порошкового материаловедения Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), почетный гражданин города Пермь, талантливый педагог, замечательный и отзывчивый человек – Владимир Никитович Анциферов.