Розглянуто проблеми структурної оптимізації металокомпозитних матеріалів з метою підвищення їх опору втомному руйнуванню за умов сумісної дії циклічного навантаження та з урахуванням експлуатаційних особливостей (високої температури або корозійного середовища). Проведено експериментальні випробування нових сплавів системи Ti - Si - Al - Zr. Оцінено вплив компонентного складу та структури на характеристики високотемпературної та корозійної циклічної тріщиностійкості даних сплавів у литому, термообробленому та термодеформованому станах. За допомогою мікрорактографічних досліджень встановлено зв'язок між механізмами руйнування та структурними особливостями матеріалів. Досліджено електрохімічну поведінку металокомпозитів і визначено швидкість регенерації пасиваційної плівки на свіжоутвореній поверхні. Встановлено функціональні властивості сплавів системи Ti - Si - Al - Zr за умов дії експлуатаційних середовищ на підставі діаграм конструкційної міцності, що враховують тріщиностійкість на трьох ділянках кінетичної діаграми та міцність на згин. Проведено порівняльне дослідження властивостей сплавів системи Ti - Si - Al - Zr і традиційних титанових сплавів.

  Скачати повний текст

Захищаються теоретичні та експериментальні дослідження процесів пластичного формозмінення пористих матеріалів. Розроблена методика проектування технологічних процесів деформування пористих матеріалів на основі теорії деформованості. Вдосконалено розрахунково-експериментальні методи визначення напружень. Запропонована математична модель для вибору раціональних параметрів холодного штампування. Розроблена і експериментально перевірена методика оцінки деформованості пористих матеріалів. Здійснено промислове впровадження розробок.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання одержання високоякісних великогабаритних заготовок з важкого вольфрамового сплаву з високим вмістом нікель-залізної зв'язки шляхом вивчення закономірностей формування структури та фізико-механічних властивостей великогабаритних заготовок з важких сплавів системи W - Ni - Fe з високим вмістом зв'язки. Вирішення даного завдання досягнуто шляхом одержання високоякісного великозернистого порошку вольфраму з досконалою формою частинок, та визначення основних факторів, що впливають на однорідність структури та розподілу зв'язки по об'єму заготовки, фізико-механічні властивості та формозміну великогабаритних заготовок. Використання одержаного великозернистого з досконалою огранкою частинок порошку вольфраму, одержаного одностадійним способом відновлення воднем у закритому реакторі, дозволило суттєво зменшити швидкість росту й агломерації зерен W у важкому сплаві за рахунок більш повного наближення частинок порошку W до рівноважного стану за концентрацією дефектів кристалічної гратки та форм росту.

  Скачати повний текст

Розроблено методику розрахунку масоперенесення у процесі плавлення порошкової стрічки, яка дозволяє визначити ступінь взаємодії осердя й оболонки на різних стадіях процесу плавлення порошкової стрічки. Проаналізовано основні чинники, що впливають на коефіцієнт заповнення у процесі виробництва порошкової стрічки, дозволяють виготовляти порошкову стрічку з необхідним коефіцієнтом заповнення та зварювально-технологічними властивостями залежно від складу шихти та металу оболонки. Наведено метод підвищення якості формування структури наплавленого металу, що полягає у використанні подовжнього магнітного поля, який забезпечує одержання в наплавленому шарі необхідної структури. На підставі аналізу чинників, що впливають на коефіцієнт заповнення, запропоновано спосіб пошарової засипки шихти в оболонку з попереднім ущільненням кожного попереднього шару перед засипкою подальшого, який дозволить у випадку постійних геометричних розмірів оболонки порошкової стрічки збільшити її коефіцієнт заповнення на 10-15% залежно від складу компонентів осердя.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель неізотермічного пружно-в'язкопластичної течії, що дозволяє оцінити напружено-деформований стан, розподіл температурних полів і щільності по перетину поковки. Шляхом моделювання встановлено вплив вихідної пористості пресовки на якість і рівнощільність по об'єму бурту поковки. Визначено вплив умов деформування на напружено-деформований стан поковок. Запропоновано вираз для визначення сили видавлювання. Розроблено технологію одержання порошку П80Х9С2М з шліфувальних відходів жароміцної сталі 40X10С2М. Встановлено вплив вихідної щільності пресовок і температури штампування на механічні властивості сталі ПК80Х9С2М-7,4. Визначено вплив вихідної різнощільності шарів за гарячого штампування на ступінь адгезії біметалічного зразка. Розроблено технологічні процеси виготовлення біметалічних деталей "шворінь" і "підп'ятник" зі сферичною порожниною.

  Скачати повний текст

На підставі узагальнення результатів аналізу сучасних тенденцій розвитку матеріалознавства зносостійких і конструкційних матеріалів розроблено комплексний підхід щодо створення технологічних процесів одержання порошкових композиційних матеріалів на основі заліза для роботи за умов підвищення навантажень та інтенсивного тертя, а також ефективних маловідходних технологій виготовлення з них виробів з метою забезпечення заданого комплексу властивостей. Обгрунтовано доцільність і встановлено ефективність використання безабразивних шламових відходів підшипникової сталі як основи для одержання виробів з порошкових зносостійких і конструкційних матеріалів. Вивчено основні технологічні та структурно-фазові характеристики газорозпилених порошків швидкоріжучої сталі й особливості сплавоутворення у процесах їх спікання (зокрема, активованому) та гарячого штампування. Розроблено новий ефективний технологічний процес одержання високощільних композитів системи сталь - карбід титану з застосуванням методу гарячого штампування спечених заготовок. Досліджено основні закономірності формування структури на всіх стадіях технологічного процесу. Створено математичні моделі для числового моделювання ряду схем гарячого штампування пористих заготовок з урахуванням контактного тертя та встановлено основні закономірності ущільнення і формоутворення.

  Скачати повний текст

Досліджено актуальну науково-технічну проблему виявлення кореляцій між вимірюваними акустичними величинами та параметрами мезоструктури реальних багатофазних матеріалів. Розроблено методи контролю та прогнозування їх властивостей. Вивчено закономірності формування акустичних полів у твердих тілах з багаторівневою ієрархічною структурою. Розроблено наукові засади керування інформативністю відображення в цих полях властивостей, структури та дефектності матеріалу. Запропоновано методологію синтезування акустичних методів контролю з підвищеною чутливістю вимірюваного параметра до конкретної властивості матеріалу. Обгрунтовано нетрадиційні діагностичні параметри акустичного поля. Установлено кореляційні залежності між його параметрами та характеристиками мезоструктури різних порошкових і композиційних матеріалів. Розроблено оригінальні методи та методики вимірювання й апаратуру, що дозволяють одержувати якісно нову або раніше недоступну інформацію про матеріали та вироби у процесі їх розробки, виробництва й експлуатації.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади синтезу порошкових титанових сплавів, що мають густину, близьку до теоретичної, та комплекс високих механічних властивостей за технологічно найпростішою схемою "пресування - спікання" без використання гарячої деформації. Запропонований метод передбачає використання порошку гідриду титану замість традиційного титанового, що має визначальний вплив на кінцеву густину сплавів (залишкова пористість не перевищує 1 %) і, відповідно, досягнення високого рівня фізико-механічних властивостей. Показано, що позитивний ефект від використання гідриду титану досягається завдяки: подрібненню крихких гідридних частинок на стадіях пресування, що суттєво зменшує розмір початкових пор; дисоціації гідриду під час спікання, що супроводжується утворенням активованої титанової матриці та забезпечує прискорення дифузійного масопереносу; відновлювальній дії атомарного водню, який виходить з кристалічної гратки титану.

  Скачати повний текст

Наведено шляхи вирішення проблеми одержання алмазних полікристалічних композиційних матеріалів, що поєднують високі твердість, міцність, зносостійкість і термостійкість. Виявлено закономірності впливу тиску, температури, активуючих домішок, газового середовища, вакуумної обробки на процеси ущільнення алмазних порошків різної дисперсності, формування структури та фізико-механічних властивостей полікристалів і композитів на їх основі. Науково обгрунтовано концепцію створення композитів на основі алмазу шляхом активного спікання алмазних порошків і формування в одержуваних полікристалах структурних елементів з високим рівнем дисперсності та реалізовано її основні положення у процесі реакційного спікання алмазу з кремнієм. Впроваджено у виробництво розроблений термостійкий алмазний композиційний матеріал АКТМ.

  Скачати повний текст

Уперше на основі критерію межового складу гідриду інтерметаліду розмежовано області прямого та деструктивного гідрування інтерметалідів за рівноважним тиском водню і температурою. Уперше встановлено, що структурно-фазовий механізм деструктивного гідрування інтерметалідів на основі титану полягає в ініційованій воднем хімічній деструкції інтерметалідів шляхом розупорядкування кристалічної структури та у формуванні гідриду титану та негідридотвірних фаз. Доведено можливість рекомендації продуктів деструктивного гідрування інтерметалідів у водневому середовищі, що забезпечує оборотне акумулювання водню у циклах деструктивне гідрування - рекомбінація. Встановлено, що механічна деструкція пресованих інтерметалідів у разі прямого гідрування обумовлює їх незворотну деформацію, яка прямопорційна розміру інтерметалічних частинок, визначається природою матеріалу і не залежить від технологічних параметрів.

  Скачати повний текст

Розроблено метод підвищення точності контролю елементного складу тугоплавких матеріалів з використанням способу динамічної фотореєстрації мас-спектрів у лазерному мас-аналізаторі у разі картографування поверхні композиційних матеріалів на основі тугоплавких сполук, який містить лазерну масспектрометрію, рентгеноспектральний мікроаналіз, рентгеноструктурний аналіз, інтерференційну мікроскопію. Обгрунтовано, що процес утворення плазми за лазерної дії на тугоплавкі матерали найбільш адекватно описується теорією розвиненого випаровування.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання створення волокнистих і волокнисто-шаруватих високотемпературних композиційних матеріалів, доцільності використання економнолегованого нікелевого сплаву та шаруватої ніобієво-титанової композиції як матриць, зміцнених вольфрамо-ренієвими волокнами, для виготовлення деталей ракетних двигунів. Встановлено, що за температур, які циклічно змінюються протягом декількох годин, доцільно використовувати менш сумісний з вольфрамо-ренієвими та більш міцний за підвищених температур сплав ЕК64, ніж термодинамічно більш сумісний з зазначеними волокнами, і менш міцний за підвищених температур сплав ВЖ98. Доведено, що в шаруватій ніобієво-титановій матриці найбільш ймовірною причиною знеміцнення вольфрамо-ренієвих волокон за умов термічної дії є дифузія вуглецю із матеріалу волокон до титанового прошарку. Розроблено рекомендації щодо усунення даного дефекту, визначено технологічні режими одержання композиційних матеріалів, які використано на підприємствах для виготовлення насадків радіаційного охолодження.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему створення фізико-хімічних принципів контрольованих процесів синтезу інженерії нанодисперсних багатокомпонентних оксидних порошкових систем на засадах визначення закономірностей і розробки методологій інженерії мультикомпонентних нанореакторів з нестабільних прекурсорів та встановлення закономірностей дії механізмів агломерування за умов хімічного синтезу нанопорошків та термічно-активованих процесів синтезу, кальцинації, гомогенізації, а також збереження наноструктури за умов формування та спікання. Встановлено та проаналізовано дії механізмів агрегування/агломерування нанопорошків діоксиду цирконію, оксиду ітрію, оксидів церію та гадолінію за умов їх хімічного синтезу та в процесі кальцинації та гомогенізації. Розроблено прнципи інженерії нанорозмірних мультикомпонентних порошків під час їх взаємодії з середовищами мокрого хімічного синтезу та термічно активованих процесів з контрольованою швидкістю перетворення. Наведено методики реалізації термічно активованих процесів інженерії нанорозмірних мультикомпонентних керамічних порошків та нанокомпозитів на їх основі через "збірку" мікро-/нанореакторів з попердньо-спланованими оптимальними характеристиками та властивостями в режимі чіткої контрольованості процесів перетворення в системі на всіх етапах. Розроблено та реалізовано методику сонохімічного синтезу/вживлення нанокристалів Pt, Pd та Au на поверхню та в об'єм матричних керамічних наноагрегатів.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив зарядових і розмірних ефектів на енергетичні та транспортні характеристики низькорозмірних металевих структур. Вивчено еволюцію потенціалу іонізації металевого кластера й енергії прилипання електронів у разі послідовної зміни форми кластера від пластини до нитки. Встановлено, що в низькорозмірних системах температурна залежність хімічного потенціалу визначається систематикою енергетичних рівнів. Виявлено, що температурний градієнт даної залежності може змінювати знак. Удосконалено фізичну модель кулонівської нестійкості позитивно та негативно заряджених металевих кластерів різної симетрії з урахуванням дискретності електронного спектра. Одержано критичні розміри позитивно та негативно межово заряджених кластерів Au, Ag, Al, Na, K та Pb. Наведено кількісну оцінку ефекту електрострикції металевих кластерів, які знаходяться в діелектричній матриці. Показано можливість виникнення аномальної електрострикції, що обумовлено стисканням деяких частинок після зарядки. Модифіковано теорію одноелектронного тунелювання крізь металеві квантові точки, зокрема, у науковий обіг введено контактну різницю потенціалів, розраховано знак і величину дробового залишкового заряду, встановлено обмеження на кулонівську нестійкість острівкового електрода. Вперше одержано аналітичний вираз для ширини струмової щілини. Показано, що залежність струмової щілини (область відсутності струму на ВАХ) від розміру кластера повинна бути коливального характеру.

  Скачати повний текст

Встановлено, що існуючі в розчинах солей цирконію(IV) тетрамерні гідроксокомплекси відповідно до принципу орієнтаційної та розмірної відповідності є основою для формування флюоритоподібних передструктур оксиду цирконію в твердому стані. Досліджено процеси одержання нанорозмірних порошків стабілізованого діоксиду цирконію шляхом прямої переробки водних розчинів цирконію(IV) в термічній низькотемпературній плазмі, методом низькотемпературного гідролізу під дією контактної нерівноважної плазми та сумісним осадженням компонентів. Результати досліджень основою розробок перспективних технологічних процесів одержання нанорозмірних порошків стабілізованого діоксиду цирконію.

  Скачати повний текст

Удосконалено технологічні режими процесу прокатки порошкових матеріалів на металевій підкладці та конструктивні параметри механічного устаткування спеціалізованих прокатних станів. Розроблено детерміновані та імітаційні математичні моделі, що дозволяють розраховувати енергосилові параметри процесів ущільнення та калібрування прокатки порошкового матеріалу на металевій підкладці, а також прогнозувати вплив вихідних параметрів на основні показники якості готової металопродукції. Розроблено комп'ютерну систему розрахунку й автоматизованого проектування, яка дозволяє визначити раціональні режими прокатки порошкового матеріалу на металевій підложці як за умов забезпечення необхідної геометричної точності, рівня та ступеня стабільності щільності порошкового шару, так і у разі нерозшарування композиції.

  Скачати повний текст

Досліджено структурні та композиційні властивості самоіндукованих наноострівцевих структур CdSe/ZnSe, одержаних за методом молекулярно-променевої епітаксії. Показано, що спектральне положення максимуму фотолюмінісценції визначається ефектом інтерфузії Cd і Zn в області вставки та залежить від номінальної товщини вставки. Установлено, що форма та положення дефектної смуги випромінення наноструктур залежить від температури вимірювань та енергії збудження, що зумовлено локалізацією структурних дефектів у різних частинах гетероструктури. Уперше виявлено та досліджено антистоксову фотолюмінесценцію наноструктур CdSe/ZnSe. Механізм її збудження пояснено з використанням моделі двоступеневого процесу збудження через реальні проміжні глибокі енергетичні рівні. Показано, що за резонансного збудження форма смуги випромінення наноструктури CdSe/ZnSe визначається сильною взаємодією локалізованих екситонів з оптичними фононами вставки. Одержані результати інтерпретовано у рамках моделі екситонного краю рухливості.

  Скачати повний текст

Розроблено технологію пресування порошкових матеріалів, яка забезпечує суттєве підвищення міцності пресовок за рахунок застосування зв'язуючих речовин, що дає змогу здійснювати обробку таких пресовок у неспеченому стані. Відзначено, що обробка порошкових пресовок у неспеченому стані має низку важливих переваг. Вона дозволяє зберегти у необхідних випадках пористість поверхні, одержувати вироби з надзвичайно складною формою навіть з порошкових матеріалів, які важко обробляти, зробити економічно ефективним виготовлення невеликих серій порошкових виробів. Оцінено вірогідність руйнування порошкових заготовок у процесі їх пресування шляхом застосування феноменологічних теорій руйнування для порошкових матеріалів та методів теорії пружності. Проаналізовано теоретичні підходи та результати експериментального дослідження міцності порошкових пресовок за даними літератури. Розглянуто шляхи підвищення міцності. Відмічено перспективність застосування для цього зв'язуючих речовин. Визначено основні характеристики порошків міді та заліза, застосованих у експериментах. Базуючись на результатах випробувань пресовок з цих матеріалів на осьовий та радіальний стиск, одержано параметри в критеріях крихкого руйнування Кулона - Мора та Друккера - Прагера як функції відносної щільності. За результатами експериментів на трьохопорний згин зразків, виготовлених з різними зв'язуючими речовинами, полівінілацетатна дисперсія визначена, як речовина, що забезпечує найвищу міцність. За базі теорії Ляме для товстостінних труб під тиском та теорії крихкого руйнування Кулона - Мора та Друккера - Прагера надано оцінку вірогідності руйнування пресовок з вибраних порошків під час їх видалення з матриці після формування. Сформульовано технологічні рекомендації щодо застосування технології пресування порошків з додатком полівінілацетатної дисперсії.

  Скачати повний текст

Розроблено методи стабілізації надпровідних властивостей високотемпературних надпровідних (ВТНП) сполук. Досліджено вплив легуючих домішок на властивості ВТНП матеріалів. Виявлено стабілізувальну дію композитних домішок у процесах хімічної деградації надпровідної кераміки.

  Скачати повний текст