В работе рассмотрена эффективность обработки дисперсного материала гексаферрита стронция в бильной мельнице в магнитоожиженном слое, образованном в магнитных полях – неоднородном переменном с частотой 50 Гц, градиен­том индукции 90 мТл/м и постоянном с индукцией 15,3 мТл – в условиях, когда измельчение сопровождается агрегацией частиц. Линии магнитной индукции полей взаимно перпендикулярны и параллельны плоскости вращения бил. Методами растровой электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа проведено комплексное исследование особенностей изменения дисперсного состава и структурных характеристик порошка гексаферрита стронция при увеличении продолжительности измельчения. Показано, что при обработке дисперсной системы гексаферрита стронция со средним размером частиц 1558,5 мкм в магнитоожиженном слое в течение 120 мин не происходит изменения фазового состава порошка, измельчение приводит к уменьшению среднего размера частиц порошка до 0,57 мкм, снижению размера областей когерентного рассеяния, увеличению микродеформации решетки фазы SrFe₁₂O₁₉ и плотности дислокаций. С помощью вибрационного магнитометра при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении изучены магнитные характеристики порошковых образцов до и после отжига. Проведенные исследования позволяют оценить технологический результат обработки дисперсной системы в магнитоожиженном слое с учетом совокупности основных явлений, сопровождающих измельчение.

Для синтеза дисперсных вольфрамовых порошков с низким содержанием кислорода использован химико-металлургический метод. Порошок вольфрама получали водородным восстановлением порошков вольфрамового ангидрида WO₃. Водород пропускали через колонну с гидроксидом калия для осушения. В первой серии экспериментов при температурах 650, 800 и 950 °С восстанавливали три фракции порошка вольфрамового ангидрида WO₃ марки Ч: 64–100, 40–50 и менее 25 мкм. Во второй серии экспериментов порошок вольфрама получали водородным восстановлением трех разных порошков вольфрамового ангидрида WO₃ марок Ч, ХЧ, «Тумелом». Получили порошки вольфрама с различным содержанием кислорода (0,043–2,18 мас. %) и средним размером частиц 35–345 нм. Рентгенофазовый анализ показал чистый вольфрам. Минимальное содержание кислорода (0,043 мас. %) в порошке вольфрама получено при восстановлении оксида вольфрама марки ХЧ при температуре 950 °С в течение 3 ч. 

Для решения актуальной проблемы защиты стальных изделий морской и прибрежной инфраструктуры от коррозии и трибокоррозии были разработаны высокоэнтропийные покрытия в системе FeCrNiCo–Mo_x, получаемые методом автоматизированного электроискрового легирования в вакууме с использованием специальной установки. В качестве подложек применялись диски диаметром 30 мм из стали 30Х13. Для нанесения покрытий использовались электроды CrNiCo–xMo, где x = 0, 5, 10 и 15 ат. %, полученные методом порошковой металлургии. Структуру, элементный и фазовый составы покрытий оценивали методами РФА, СЭМ и ЭДС. За счет переплава материала подложки и электрода были получены покрытия FeCrNiCo–Mo_x. Покрытия с умеренной долей молибдена (2–5 ат. %) представляют собой однофазный твердый раствор с ГЦК-решеткой. При содержании Mo около 7 ат. % наблюдается формирование второй фазы на основе молибдена с ОЦК-решеткой. Толщина покрытий FeCrNiCo составляла 45 мкм, введение молибдена в состав покрытий приводило к ее снижению до 32–34 мкм. Оценка коррозионной и трибокоррозионной стойкости покрытий осуществлялась в искусст­венной морской воде электрохимическими и трибологическими методами. В стационарных коррозионных условиях покрытие с 2 ат. % Mo характеризовалось наибольшей коррозионной стойкостью: коррозионный потенциал составлял 50 мВ, плотность тока коррозии – 2 мкА/см². В трибокоррозионных условиях наибольшей износостойкостью на уровне 2·10^–5 мм³/(Н·м) обладало покрытие с 5 ат. % молибдена.

Проведено исследование влияния замасливателей различных рецептур на свойства бескернового карбидокремниевого волокна с точки зрения его технологических качеств. Исследованы замасливающие агенты составов ПМС-5, ПМС-10, ПМС-20 в изопропиловом спирте и ацетоне, водные эмульсии ПМС-200 с добавлением диспергатора IVP-317 и поливинилового спирта, водный раствор ПЭГ-400 (30 %), водный раствор крахмала (10 %). Оценка влияния замасливателя на технологические качества волокна осуществлялась путем проведения испытания образцов на прочность при растяжении, определения минимального радиуса гиба, исследования морфологии поверхности замасленных волокон, способности исследуемого состава объединять филаменты в составе пучка и снижать пушение. Установлено, что замасливающие агенты, в качестве растворителя в которых используются ацетон и изопропиловый спирт, приводят к ухудшению технологических качеств обработанных волокон, значительному повышению их ломкости. Водный раствор полиэтиленгликоля (ПЭГ-400) (30 %) плохо распределялся по поверхности волокна и снизил прочностные характеристики образцов после обработки. Прочность образцов, обработанных водным раствором крахмала (10 %), по результатам испытания на растяжение оказалась близкой к прочности необработанных волокон. Данный состав повысил однородность пучка и показал наилучшие скрепляющие свойства на филаменты в его составе, однако повышенная ломкость волокон при изгибе после высыхания в значительной степени снизила их технологичность. Применение водной эмульсии ПМС-200 с IVP-317 способствовало повышению однородности и гибкости пучка, однако привело к ухудшению прочностных характеристик образцов по сравнению с чистым волокном. Наилучший результат показала эмульсия ПМС-200 с добавлением поливинилового спирта и диспергатора IVP-317. Данный состав повысил гибкость, уменьшил пушение, улучшил технологические качества обработанных волокон, незначительно при этом снизив прочность образцов. Полученные результаты позволяют считать водную эмульсию на основе полиметилсилоксана (ПМС-200) и поливинилового спирта наиболее эффективной в качестве замасливающего агента для бескернового карбидокремниевого волокна.

Покрытия ZrBN были получены методом реакционного импульсного магнетронного распыления с использованием мишени ZrB₂ при варьировании длительности импульса. Состав и структуру покрытий исследовали методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, энергодисперсионной спектроскопии, оптической эмиссионной спектроскопии тлеющего разряда и спектроскопии комбинационного рассеяния света, а также рентгенофазового анализа. Оптические свойства изучали методом спектрофотометрии. Эрозионную стойкость определяли при лазерном воздействии. Покрытия ZrBN были аморфными и характеризовались плотной бездефектной структурой и равномерным распределением элементов по толщине. По данным спектроскопии комбинационного рассеяния света, покрытия содержали связи B–N и Zr–N. Покрытия характеризовались высоким оптическим коэффициентом пропускания 70–90 % в диапазоне длин волн 450–1300 нм. Коэффициент отражения покрытий составлял 9–26 %. Значение показателя преломления повышалось от 1,7 до 3,0 при увеличении длины волны от 200 до 1200 нм. Эрозионные испытания показали, что подложка из стекла хрупко разрушается при воздействии лазера мощностью 20–60 Вт. Все покрытия успешно защищают стеклянную подложку от эрозионного износа: ширина и глубина зоны эрозии стеклянной подложки уменьшаются в 1,3 и 4,5 раза соответственно. Покрытие, полученное при оптимальной длительности импульса, обладает лучшей эрозионной стойкостью, что может быть обусловлено его более высокой адгезионной прочностью.

Исследование посвящено изучению влияния ультразвуковых колебаний, вводимых в кристаллизующийся металл сварочной ванны через присадочную проволоку в процессе автоматической электродуговой наплавки порошковой проволокой, на особенности формирования износостойкого покрытия из сплава 280Х14Г6Н6М3Т2Б2. Выявлено влияние ультра­звуковых колебаний на структурно-фазовый состав и твердость наплавленного покрытия, а также его износостойкость при нормальной и повышенной до 600 °С температурах в условиях воздействия газоабразивного потока. Изучен характер разрушения тонких поверхностных слоев изношенных покрытий. Установлено, что микроструктура покрытия состоит из карбидной эвтектики на основе аустенита, обладающего повышенной пластичностью и достаточно высокой прочностью за счет легирования хромом и молибденом, что способствует надежному закреплению в нем упрочняющих фаз, представленных карбидами Мо₂С, (Ti,Nb,Mo)_xC_y и Me_xC_y. Показано, что под действием высокочастотных акустических колебаний в структуре сплава исчезают крупные первичные карбиды Me_xC_y, на 25 % увеличивается объемная доля аустенита при снижении доли карбидов типа Me_xC_y, а также наблюдается перераспределение легирующих элементов между аустенитом и карбидной фазой. Установлено, что формирование тонкопластинчатой эвтектики обусловливает изменения в механизме изнашивания сплава: прослойки твердого раствора демпфируют сдвиговые деформации при ударах абразивных частиц, а пластическое течение аустенитной матрицы формирует вокруг образующихся обломков карбидов металлическую связку, снижая вероятность их выкрашивания. Это способствует повышению на 18 % стойкости сплава к высокотемпературному газоабразивному изнашиванию, которая превосходит показатель зарубежного промышленного аналога.

Были изготовлены режущие пластины из твердого сплава WC–5TiC–10Co спеканием заготовок, спрессованных в пластиковой форме, полученной из полилактида на 3D-принтере методом послойной наплавки. Исследовано влияние давления прессования и содержания пластификатора (каучука) в порошковой смеси на плотность заготовок. С повышением давления прессования от 50 до 200 МПа плотность заготовок возрастает только на 2–6 %. При увеличении концентрации пластификатора в порошковой смеси с 1 до 6 % происходит повышение плотности заготовок на 28–32 %. Установлено, что значения плотности заготовок режущих пластин, получаемых в пластиковой пресс-форме, незначительно отличаются от плотности стандартных заготовок, получаемых в стальной пресс-форме. После спекания в вакуумной печи при температуре 1450 °С были исследованы плотность, содержание углерода, пористость, микроструктура, шероховатость поверхности, твердость и вязкость разрушения всех спеченных режущих пластин, стандартных образцов и коммерческого аналога. Показано, что формирование свободного углерода в результате разложения каучука приводит к снижению плотности готовых изделий, а следовательно, и их твердости. Относительная плотность (98,7 %) режущей пластины, полученной в пластиковой пресс-форме при давлении прессования 50 МПа из порошка, содержащего 1 % каучука, превышает плотность коммерческой режущей пластины (98,5 %). Полученная режущая пластина имеет высокие твердость (1400 HV) и вязкость разрушения (13,5 МПа·м^1/2). Изготовленная режущая пластина из сплава WC–5TiC–10Co не уступает по скорости износа по задней грани коммерческой пластине из твердого сплава Т5К10 при точении стальной заготовки.

Современные технологии должны соответствовать критериям устойчивого развития, учитывающим экономические, экологические и социальные показатели. Поэтому в работе исследовали возможность вовлечения графитсодержащего шлама из аспирационной системы очистки газов при производстве скрытокристаллического графита в состав компози­ционных противопригарных покрытий для чугунного литья. Графитсодержащий шлам представлен углеродом, серой, натрием, алюминием и кремнием, фазовый состав – графитом, кальцитом, пиритом, кварцем, галитом и др. Шлам – дисперсный материал со средним размером частиц 3,64 мкм, общей поверхностью 36 506 см²/см³ и основной фракцией 1–8 мкм. Для частиц шлама характерны различные формы – от неправильных до изометрических. Размеры крупных частиц изометрической формы могут достигать 1 мм и более. На поверхности крупных частиц присутствуют более мелкие дисперсные частицы. Параметры структуры шлама соответствуют параметрам гексагональной формы графита. Анализ состава и свойств графитсодержащего шлама позволяет рекомендовать его применение в составах композиционных противопригарных покрытий. Однако из-за наличия в составе шлама крупных агрегатов графита и примесей игольчатого характера его перед использованием необходимо просеивать. Полная замена природного графита на шлам позволяет повысить плотность покрытия с 1220 до 1750 кг/м³, вязкость – с 34 до 105 с и прочность к истиранию – с 175 до 245 г/мм. Из-за высокой дисперсности покрытие на основе шлама практически полностью проникает в поры формы из песчано-смоляной смеси, не образуя при этом покровного слоя. Это не обеспечивает стабильного снижения пригара на поверхности отливок. Поэтому полная замена графита на графитсодержащий шлам в составах композиционных покрытий не рекомендуется.