Исследованы процессы окисления на воздухе и при нагревании нанопорошков кобальта и никеля, полученных методом химического осаж- дения гидроксидов из растворов солей с последующим восстановлением в токе водорода при различных температурах и определена их пирофорность. 

Исследованы процессы получения наноразмерных порошков карбидов вольфрама, а также других карбидов переходных металлов с исполь- зованием плазмохимического восстановительного синтеза. Выявлены основные закономерности получения порошков заданных дисперс- ности и состава. Характерные размеры частиц карбидов составляли 40–80 нм. С целью получения гомогенной смеси нанопрошков WC–Со с точным массовым содержанием разработана методика осаждения кобальта на порошок карбида вольфрама с одновременным введением добавок карбидов-ингибиторов, таких как карбиды хрома, ванадия и тантала. Полученные нанопорошки исследовались с применением со- временных методов, в том числе растровой электронной микроскопии высокого разрешения, фракционного газового анализа. 

Проведены исследования высокоскоростной консолидации нанопорошков чистого карбида вольфрама методом электроимпульсного плаз- менного спекания («Spark Plasma Sintering»). Изучено влияние исходного размера наночастиц WC и режимов их получения на плотность, па- раметры структуры и механические свойства карбида вольфрама. Получены образцы высокоплотного наноструктурного карбида вольфра- ма с высокими значениями твердости (до 31 ГПа) и трещиностойкости (5,2 МПа ∙ м1/2). 

Изучены особенности спекания твердого сплава WC–Co марки ВК5 при использовании в качестве исходного сырья порошка карбида воль- фрама, полученного по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Установлено, что физико-химические процес- сы, протекающие при спекании твердых сплавов, аналогичны процессам спекания стандартных сплавов из традиционных порошков карби- да вольфрама. Полученный в настоящей работе твердый сплав обладает высокими значениями твердости, прочности и трещиностойкости, характерными для квазинанокристаллических материалов. 

Исследован процесс самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) частиц карбида титана в расплаве алюминия из смеси порошков титана и углерода с добавлением в нее порошков хлоридсодержащего флюса, алюминия или галоидной соли (Na2TiF6) при изго- товлении композиционного сплава Al–10%TiC. Показано, что использование этих добавок позволяет уменьшить размер синтезируемых ча- стиц карбидной фазы TiС до ультрадисперсного (0,17–0,35 мкм) и наноразмерного (менее 0,1 мкм) уровней. 

Методом центробежной СВС-металлургии получены литые эвтектические сплавы на основе алюминида никеля эквимолярного состава NiAl–Mo (Cr, V, Nb), легированные бором и гафнием. Экспериментально установлено, что наиболее технологичным является интервал пе- регрузок 150–200 g. Показано, что конвективное движение расплава за фронтом горения под действием гравитации приводит к увели- чению скорости горения, полноте химического взаимодействия в волне горения и гомогенизации состава по объему расплава продук- тов горения. Установлено, что сплавы имеют композиционную структуру NiAl-зерна с незначительным количеством боридных включений (MoВ, V(Cr)В, Mo(Nb)B2), равномерно распределенных в матрице, состоящей из β/γ-эвтектики. Для всех 4 исследуемых составов плотность не превысила 6,7 г/см3. 

Исследовано горение смеси порошков «кремний – азид натрия – гексафторсиликат аммония – углерод – алюминий» в атмосфере азота. Опре- делены условия самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) композиции нанопорошка карбида кремния с нитевидны- ми кристаллами нитрида кремния и флюсом, которую можно использовать в качестве модификатора литейных алюминиевых сплавов и ар- мирующей фазы в дисперсно-упрочненных алюмоматричных композитах. 

Рассчитаны изотермические сечения систем Ti–Al–Nb–Cr и Ti–Al–Nb–Mo в интервале температур от 1100 °С до 1400 °С применительно к про- цессу горячего изостатического прессования (ГИП) двух характерных сплавов на основе γ-TiAl (типа 48-2-2 и TNM). Показано, что их фазовый состав, включая массовые доли разных фаз (α, β, γ), сильно зависит от температуры ГИП-обработки. На примере сплава TNM показано, что экспериментальные данные в целом подтверждают результаты расчета. 

Работа посвящена синтезу и исследованию керамического материала на основе химического соединения Mo5SiB2 (T2-фазы). Показано вли- яние начальной температуры на основные параметры процесса горения. Установлено, что предварительный подогрев реакционной смеси позволяет инициировать горение в автоколебательном режиме, при этом зависимости температуры и скорости горения от начальной тем- пературы имеют линейный характер. Рассчитано значение эффективной энергии активации СВС-процесса. Для объяснения механизма горе- ния в исследуемой трехкомпонентной системе предложено несколько вариантов протекания химических реакций между Mo, Si и B. По тех- нологии силового СВС-компактирования получены компактные образцы. Изучены фазовый состав, структура и свойства синтезированных керамических материалов, в которых основной составляющей являются зерна Mo5SiB2 со средним размером 10–20 мкм. Также идентифици- рованы линии промежуточных фаз Mo3Si и Mo, суммарная доля которых не превышает 4 %. Полученный материал на основе T2-фазы облада- ет высокими удельной плотностью и твердостью. 

Рассмотрена возможность модифицирования порошкового сплава системы Fe–Cu–Co–Sn–P многослойными углеродными нанотрубка- ми (МУНТ), фуллеренами, нано- и ультрадисперсными алмазами с целью создания композиционного материала с повышенными механи- ческими свойствами, который может использоваться в качестве связки для алмазного режущего инструмента. В результате проведенных экспериментов выявлено, что наилучшим комплексом механических свойств обладает материал, содержащий 0,01 % МУНТ: его твердость увеличилась на 14 HRB, прочность при трехточечном изгибе – до 40 % (по сравнению с исходным сплавом). Выполненные стендовые ис- пытания алмазных сверл показали повышение их ресурса до 40 % при одновременном росте производительности до 50 %. 

Исследовано влияние концентрации кремния на жаростойкость покрытий Mo–Si–B–N, полученных методом магнетронного напыления. Содержание Si в них регулировалось составом композиционных мишеней, а также различной площадью сегментов кремния, помещенных в зону эрозии мишени. С помощью просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа и оптической эмиссионной спектроскопии тлеющего разряда исследованы состав и структура покрытий после осаждения и после отжигов на воздухе при температурах 500–1300 °С. Установлено, что жаростойкость возрастает при увеличении концентрации Si в покрытиях, что обусловлено об- разованием плотной пленки на основе оксида кремния, препятствующей проникновению кислорода в глубь покрытий при нагреве. Макси- мальная жаростойкость на уровне 1300 °С достигается в покрытиях Mo–Si–B–N, содержащих 40 ат.% Si. 

Методом электроискрового осаждения получены покрытия с высоким содержанием МАХ-фазы при нанесении электродных материалов Cr2AlC на титановую подложку. Изучены структурно-фазовые состояния покрытий, сформированных при разных режимах. Установлено, что на на- чальной стадии образования покрытия на границе раздела образуется слой карбида титана в результате протекания химической реакции между электродом состава Cr2AlC и титановой подложкой, который в дальнейшем выполняет положительную роль диффузионного барьера. 

Изучено совместное влияние на структуру и физико-механические свойства горячепрессованного сплава Fe–Mo двух факторов: 1) модифи- цирования сплава легирующей добавкой нанопорошка WC посредством механического активирования смеси; 2) комбинирования гранул шихты, содержащих легирующую добавку и без нее. Установлено существование концентрационного предела упрочнения сплава при его наномодифицировании и показана возможность получения материала с высокими ударной вязкостью и модулем упругости при указанном комбинировании гранул. 

Настоящая работа посвящена изучению твердости, плотности, износостойкости образцов металлических матриц и абразивной способ- ности правящего алмазного инструмента. Методом инфильтрации при температурах 1100–1150 °С в течение 15 мин в атмосфере водоро- да были изготовлены алмазосодержащие и безалмазные образцы диаметром 14 мм и высотой 7 мм следующих составов: W–Cu, W–C–Cu, W–C–Co–Cu. В экспериментах использовали синтетические алмазы SDB 1100 40/50. В ходе исследования установлено, что увеличение абразивной стойкости металлических матриц приводит к повышению абразивной способности алмазного правящего инструмента. Экс- периментально доказано, что пористость (до 4 %) матриц алмазного инструмента оказывает сильное влияние на их абразивную стой- кость и слабое – на их твердость.