Представлены результаты исследования процесса синтеза высокодисперсного порошка Cr3C2 и изучения его характеристик. Карбид хрома получен карботермическим восстановлением Cr2О3 нановолокнистым углеродом в индукционной печи в среде аргона. Полученные образ- цы исследовались методами рентгенофазового, рентгеноспектрального флуоресцентного, пикнометрического и термического анализов, а также сканирующей электронной микроскопии. Содержание общего углерода определено сжиганием образца в токе кислорода с после- дующим определением СО2. Удельная поверхность (Sуд = 1,0÷1,2 м2/г), объем пор (0,002–0,003 см2/г) и их диаметр (d ~ 12 нм) образцов Cr3C2 найдены методом БЭТ. Установлено, что полученный карбид хрома состоит из частиц размером преимущественно 3–5 мкм. Начало окисле- ния карбида хрома в зависимости от температуры синтеза происходит в диапазоне t = 565÷610 °С и при достижении температуры 1100 °С он окисляется практически полностью. 

Исследовано влияние механической активации в центробежной планетарной мельнице (в течение 9–43 мин при соотношении масс шаров и материала Ш : М = 20 : 1) и последующего высокоскоростного нагрева (~ 6 °С/с) на фазообразование в системе хром–углерод. Выявлено, что инкубационный период карбидообразования в процессе механосинтеза хорошо коррелирует с утонением прослоек хрома в рулетообраз- ных частицах до длины диффузионного пути углерода в хром. Показано, что никакого значительного (> 1 кДж/моль) накопления внутренней энергии в решетке кристаллического хрома и свободной поверхности сажи не происходит. Подтвержден диффузионный характер карбидо- образования в системе хром–сажа как в процессе механосинтеза, так и при последующем быстром нагреве. 

Определена площадь дендритных осадков цинка, полученных электролизом из цинкатного электролита, содержащего 0,3 моль/дм3 ZnO и 4 моль/дм3 NaOH. Применение электрохимических методов позволило измерить поверхность in situ без удаления дендритного осадка с катода. Удельная поверхность осадка, найденная с помощью метода хронопотенциометрии, составила 0,144 ± 0,002 м2/г, а по результатам импедансной спектроскопии – 11,61 ± 0,14 м2/г. Поверхность порошков, полученных из дендритных осадков, по данным метода БЭТ равна 21,26 ± 0,62 м2/г. Показано, что различие в этих значениях связано с разрешающей способностью применяемых методов. Установлено, что по- верхность дендритных осадков обладает фрактальными свойствами. Вычислена фрактальная размерность удельной поверхности и с помощью скейлингового соотношения проведено сравнение результатов измерений, выполненных различными методами. 

Исследована структура природных кристаллического и скрытокристаллического графитов из месторождений Красноярского кр. с помощью рент- геноструктурного анализа на дифрактометре D8 Advance («Bruker», Германия). Выявлены изменения типов и параметров кристаллической решет- ки за счет механоактивации или механосинтеза материала и установлены оптимальные режимы активации графита, при которых они происходят. Рассмотрено влияние времени обработки на параметры структуры обоих видов графитов. Показано, что при оптимальной длительности акти- вации улучшаются их физико-химические свойства за счет изменения типа и параметров решетки и аморфизации кристаллической структуры.

Приведены усадочные кривые сплавов, полученных из твердосплавной смеси WC–8%Ni, активированной путем введения 10 % наноразмерного WC, и шихты без добавки, в интервале температур 800–1500 °С. Исследованы поровая структура и микроструктура образцов на различных этапах спекания. Выявлена особенность уплотнения модифицированного сплава, заключающаяся в смещении усадочной кривой в область более низких температур. Это позволило снизить температуру его вакуум-компрессионного спекания, получить более мелкозернистую структуру и достичь высоких показателей твердости/износостойкости без уменьшения прочностных характеристик. Исследованы физико-механические свойства и микроструктура компрессионно-спеченных образцов из активированного сплава ВН8М и стандартного ВН8 без добавок. 

Проведено комплексное исследование физико-химических свойств и структурных составляющих гидридно-кальциевого порошкового интерметаллида TiNi. Изучены особенности влияния различных видов консолидации (горячее изостатическое прессование и гидростати- ческое прессование с последующим спеканием в вакууме) на химический и фазовый составы компактов из исследуемых порошков метода- ми оптической и сканирующей электронной микроскопий, рентгеноструктурным анализом и анализом газообразующих элементов. Уста- новлено, что спекание в вакууме позволяет снизить содержание газов кислорода, азота, и особенно водорода. 

Рассмотрены основные методы производства порошков WC: быстрое карботермическое восстановление (RCR), «прокаливание – восстанов- ление – карбидизация» (CRC), восстановление оксида вольфрама углеродом во вращающихся печах, метод конверсионной сушки распыле- нием (SCP), синтез в волне горения (СВС), высокоэнергетический размол и др. Проанализировано влияние ингибиторов роста карбидного зерна на структуру твердых сплавов. По данным ряда авторов, оптимальное содержание ингибитора составляет 0,5–1,5 мас.%, при большем его количестве происходит охрупчивание сплава за счет образования сложных карбидных фаз. Показано, что наноразмерные твердые спла- вы (dWC < 100 нм) нельзя получить традиционным жидкофазным спеканием смесей – необходимо применение альтернативных твердофаз- ных методов консолидации. Рассмотрены структура, свойства и области применения субмикрометровых и наноразмерных твердых сплавов, полученных методами горячего прессования, высокочастотного индукционного прессования, электроразрядного спекания при плазменном нагреве под давлением (PPC), искрового плазменного спекания (SPS) и др. 

Проанализированы специфические особенности и закономерности реакций карбида титана, легированного по подрешетке неметаллов (N,O), с расплавом никеля. Установлено, что частичная замена углерода в TiC на азот снижает скорость его растворения в никеле и увеличивает степень инконгруэнтности процесса (преимущественный, по сравнению с титаном, переход в расплав углерода). Концентрационная зависи- мость скорости растворения TiCxNz в никеле меняет свой знак на противоположный с приближением системы к равновесию. Карбонитрид титана как единая фаза не перекристаллизуется через никелевый расплав, перекристаллизации подвергается в основном его карбидная со- ставляющая. Выявлено, что частичная замена углерода в TiC на кислород увеличивает скорость его растворения в никеле. Процесс раство- рения оксикарбида TiC0,6O0,4 в никеле сопровождается постепенной потерей им углерода, вплоть до образования моноксида титана, и даль- нейшим его диспропорционированием. Своеобразие механизма взаимодействия оксикарбидов титана с расплавом никеля определяется протекающей в жидкой фазе реакцией [C] + [O] = CO . 

Излагается методика проведения виртуальных экспериментальных работ по оценке основных материальных функций, определяющих пласти- ческое течение пористых материалов: функций плотности эллипсоидальной поверхности нагружения и зависимости напряжения текучести от деформации. Методика основана на создании конечно-элементной модели представительного объема (материальной точки) пористого тела со случайно распределенными пустыми элементами, имитирующими свойства пор, и апробирована путем проведения физических и вирту- альных экспериментальных работ. Полученные данные сопоставления результатов физических и виртуальных экспериментов дают основа- ние рекомендовать новую методику взамен экспериментальных исследований механических свойств пористых материалов. 

Методами оптической интерферометрии, сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа изучены рельеф поверх- ности, особенности структуры и фазового состава покрытий системы TiB2–Al, полученных электровзрывным напылением. Установлено, что после обработки параметр шероховатости поверхности Ra = 2,0 мкм. Фазовый состав сформированных слоев включает Al, TiB2 и TiBO3. По- крытия имеют когезионно-адгезионную связь с материалом контактной поверхности. 

Рассмотрено влияние циклического изменения температуры (от –60 °C до +60 °C) и продолжительного (1000 ч) теплового воздействия (+60 °C) на адгезионную прочность и стойкость к прямому удару лакокрасочных покрытий. Выведены основные закономерности и сделаны практически значимые выводы о нецелесообразности применения данных испытаний для оценки качества внутренних антикоррозионных покрытий нефтегазопроводных труб.