Скачати повний текст

Проведено порівняльний енерготехнологічний аналіз існуючих процесів одержання порошків у воденьвміщувальних атмосферах. Показано перспективність розробки двостадійної технології з рециркуляцією та регенерацією відновлювального агенту. Запропоновано оригінальну систему газопостачання пічних агрегатів з застосуванням рециркуляційної гілки з регенерацією водню. Доведено, що за допомогою регенерації водню можна одержати значення його абсолютного (стехіометричного) коефіцієнту використання (КВ) 90 %, а за однопотокових процесів абсолютний КВ термодинамічно обмежений величиною 29 - 33 (за 100 % термічного або відносного КВ). Створено експериментальну установку для дослідження кінетики відновлення, а також методику проведення плануємого експерименту. На підставі результатів кінетичних досліджень процесів відновлення та відпалу визначено область оптимальних значень для чинників управління процесом. Одержано регресивні рівняння, які описують вивчені взаємозв'язки, що дозволяють оптимізувати процес або оцінювати його ефективність, а також рівняння, що характеризує особливості масопереносу. Обгрунтовано систему газопостачання, що є складовою технології відновлення-відпалу. Ця система за стадії відновлення передбачає подачу газів рециркуляції та відпрацьованих газів з печі відпалу, а за стадії відпалу - тільки електролізного водню.Це дозволяє знизити навантаження на блок адсорберів у технологічному ланцюзі відчистки водню, або зовсім його позбутися. Обгрунтовано застосування порошкових затворів (ПЗ) для локалізації іпічної атмосфери. Реабілітація рециркуляції водню стає можливою за рахунок застосування ПЗ. На базі наближення Дарсі проведено числовий аналіз умов роботи ПЗ. Визначено конструктивні та технологічні параметри роботи ПЗ, що гарантують підтримку водню у робочій зоні на рівні 10 - 15 мм рт. ст. за мінімального витоку у зовнішнє середовище. Наведено модель рециркуляційного відновлювального процесу. Експериментально визначено оптимальний гідродинамічний режим у печі щодо максимального масообміну. Розраховано енергоощадний ефект для запропонованої схеми.

  Скачати повний текст

Проведено енерготехнологічне дослідження виробництва залізного порошку з використанням методу диспергування та відновлення. Виконано аналітичні та експериментальні дослідження процесів використання кінетичної енергії струменів стисненого повітря за умов диспергування залізовуглецевого стопу, вивчено процеси масообміну за вуглецем у ході відпалу-декарбонізації. Розраховано тепловий баланс та визначено показники енергетичної ефективності вертикальної та тунельної печей карботермічного відновлення. Експериментально досліджено кінетику відновлення плоского дисперсного шару гематитового концентрату з індійської залізної руди "Blue Dust". За результатами проведених досліджень розроблено технологічні заходи щодо зниження питомих енергетичних витрат у ході виробництва залізного порошку. Модернізовано форсунку диспергування, запропоновано новий спосіб відпалу-декарбонізації розпиленого порошку-сирцю, модернізовано піч для цього процесу. Розроблено та впроваджено альтернативний карботермічному спосіб відновлення гематитового концентрату в атмосфері дисоційованого аміаку.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

На базі використання методів рентгеноструктурного аналізу та комп'ютерного моделювання досліджено кінетику розчиноутворення в порошкових системах Co - Fe, Co - Ni, Fe - Ni та потрійній суміші Co - Fe - Ni за різних співвідношень концентрацій вихідних компонент. Вивчено процес розчиноутворення в порошковій системі з обмеженою розчинністю Cr - Ni. Досліджено розчиноутворення бінарних систем в області повної розчинності з використанням моделей розділеної та плоскої дифузійної систем, кубічних комірок та обволікання. Для порівняння експериментальних та комп'ютерних даних розроблено алгоритм побудови модельних дифрактограм у бінарних і потрійних системах. Вперше відомі раніше моделі кінетики розчиноутворення у бінарних системах застосовано для потрійних сумішей. Розроблено нові моделі для потрійної системи на базі комбінації моделей розділеної системи та обволікання. Створено алгоритми для визначення кінетики розчиноутворення бінарних порошкових систем в області обмеженої розчинності. Встановлено, що процес розчиноутворення потрійної порошкової суміші Co - Fe - Ni в області повної розчинності найбільш адекватно описують комбіновані моделі. Виявлено, що модель обволікання описує процес розчиноутворення в системах: 25 % Fe - 75 % Ni, 25 % Cr - 75 % Ni та Co - Fe на усьому досліджуваному концентраційному інтервалі. Встановлено, що модель розділеної системи описує процес розчиноутворення в системах 50 % Fe - 50 % Ni, 75 % Fe - 25 % Ni, 63 % Cr - 37 % Ni та 80 % Cr - 20 % Ni. Експериментально доведено, що кінетика розчиноутворення бінарних і потрійних порошкових систем на основі Co, Fe, Ni та Cr суттєво залежить від геометрії контакту частинок. Виявлено конкурування геометричного та дифузійного факторів залежно від моделі.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження існуючих методів та пристроїв аналізу дисперсного складу порошків. Встановлено, що найбільш перспективними є кондуктометричний та фотоелектричний методи аналізу, для яких розроблено математичні моделі перетворення розмірних параметрів частинок в електричний сигнал. Визначено вимоги щодо необхідної кількості частинок та каналів, потрібних для одержання функції розподілу частинок за розмірами з необхідною точністю. Створено методику градуювання аналізаторів дисперсного складу з використання еталонних порошків. Розроблено методику інженерного проектування аналізаторів. Запропоновано підхід до побудови систем контролю та управління дисперсним складом порошків у процесі їх виробництва.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності тепло-, масо- та електропереносу в системі "високотемпературна частинка - конденсована дисперсна фаза" (КДФ) за умов її руху в газі з температурою 290 К - 300 К та дії атмосферного тиску. Запропоновано нові методи дослідження заряду, температури та КДФ за допомогою визначення відхилення частинок в електричному полі, використання пірометру та лазерного сканування рухомих у газі високотемпературних сферичних металевих частинок. Розроблено методи дослідження немонотонної залежності температури частинок від часу руху, засновані на контрольованому нагріві та швидкому охоложденні частинок після певного руху в газі. Вперше експериментально визначено залежності електричного заряду від температури частинок W, Mo, Ta та Cu під час їх руху в повітрі та азоті. Встановлено, що знак надмірного заряду на частинці може бути як позитивним, так і негативним. Визначено конфігурацію та концентрацію КДФ. Показано роль різних механізмів тепло- та масообміну на окремих етапах еволюції частинки. Встановлено визначальний вплив сумісної дії пінч- та скін-ефектів у формуванні високотемпературної частинки в імпульсному дуговому генераторі, зміна якої дає змогу стабілізувати початкові температуру та вектор швидкості частинок. Для обчислення заряду частинок запропоновано модель електропереносу.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням одержання залізного порошку методом комбінованого відновлення прокатної окалини і спечених матеріалів на його основі. Проведено аналіз сировинної бази України та вибрана вихідна сировина для виробництва залізного порошку засобом комбінованого відновлення. Розроблені технологічні схеми підготовки вихідної сировини та визначені оптимальні параметри процесу. Досліджені кінетика та механізми відновлення прокатної окалини дисперсним низькокремністим чавуном у середовищі водню. Визначені оптимальні параметри процесу відновлення і проведене дослідно-промислове випробування розробленої технології одержання відновленого залізного порошку. На основі відновленого залізного порошку виготовлені низьколеговані спечені сталі, проведена оптимізація їхнього виготовлення.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано науково-технологічні основи формування багатокомпонентних порошкових систем й обгрунтовано шляхи підвищення якості формовок. Вперше оцінено внесок молекулярного, хімічного та механічного компонентів міцності пресовок за різних температурних умов пресування, які створювали за рахунок використання порошків, що за нормальних умов формування моделювали холодні (Mo, FeSi), теплі (Cu, Ni) або гарячі (Sn, Zn) температурні умови. Зазначено про вирішальний внесок у міцність пресовок механічної взаємодії на контактах. Вперше для чистих порошків та їх сумішей розроблено комплексну характеристику формованості, що включає як геометричний критерій - бал формованості, а як міцнісний критерій - показник міцності. Встановлено, що на показник міцності впливають температурні умови формування, матеріал і форма частинок, а на бал формованості - лише відносна насипна густина порошку. Із використанням балу формованості оптимізовано режими обробки порошків для підвищення їх формованості. Теоретично обгрунтовано й експериментально встановлено оптимальні співвідношення між крихкою та пластичною складовими під час виготовлення міцних і технологічних формовок, одержаних з порошків методами пресування та прокатування. Показано, що міцність формовок залежить від об'ємного співвідношення компонентів, які під час формування знаходяться у пружно-крихкому та пружно-пластичному (або пластичному) станах. На підставі розроблених науково-технічних основ формування багатокомпонентних порошкових систем розроблено технологію виготовлення композиційних комплексних модифікаторів нового покоління, що включають легкі компоненти та дозволяють одночасно проводити модифікування, мікролегування та розкиснення сплавів системи Fe - C поза піччю. Досліджено процес прокатування керамічних порошків зі зв'язуючим за умов гравітаційного способу їх подачі. Встановлено, що коефіцієнт сортаменту прокату з таких порошків за інших рівних умов збільшується у 3 - 3,5 раза у порівнянні з коефіцієнтом сортаменту прокату з металевих порошків.

  Скачати повний текст

Розглянуто сучасні методи промислового виробництва карбідів і нітридів. Досліджено умови та подано технічні рішення інтенсифікації процесів у вібропереміщуваному та вихоровому псевдорозрідженому шарі за умов багаторазових механічних дій на вихідні компоненти у процесі синтезу та у разі рідкофазної взаємодії. Розглянуто умови та запропоновано технічні рішення інтенсифікації синтезу магнітоабразивних порошків на базі карбідів перехідних металів і заліза з простих сполук. Проаналізовано особливості високотемпературних процесів синтезу карбідів і нітридів металів, запропоновано конструкції обладнання для їх реалізації. Наведено дані про особливості хімічного та фазового складу, форми та дисперсності, стану кристалічних граток, фізико-механічних властивостей порошків карбідів і нітридів, синтезованих за різних умов.

  Скачати повний текст

Розроблено принципи керування фізичними й експлуатаційними властивостями градієнтних пористих порошкових матеріалів з використанням порошків сталі ШХ15 за рахунок теоретичного, технологічного та інструментального забезпечення технології їх виготовлення. Обгрунтовано й експериментально підтверджено ефективність використання для виробництва фільтруючих пористих проникливих матеріалів (ППМ) порошків сталі ШХ15, що одержані в результаті утилізації шліфувальних шламів підшипникового виробництва. Сформульовано принципи одержання градієнтних прониклих матеріалів як пакета пористих циліндричних шарів, які ущільнюються засобами ізостатичного пресування. На підставі сформульованих принципів удосконалено схему сухого радіально-ізостатичного пресування (СР-ІП) з метою одержання довгомірних градієнтних проникливих матеріалів і запропоновано нові конструкції інструменту для реалізації методу СР-ІП з використанням стандартного пресового обладнання. Вивчено вплив пороутворювача на формування структури градієнтних пористих проникливих матеріалів. Показано, що спрямоване регулювання структури ППМ дає можливість підвищити ступінь очищення за одночасного збільшення проникливості та брудоємності фільтрів.

  Скачати повний текст

Розглянуто фізико-хімічні процеси сумісного осадження катіонів скандію й ітрію з гідроксидом цирконію, їх термічне зневоднення й утворення нанорозмірних порошків стабілізованого діоксиду цирконію. Запропоновано вірогідний механізм співосадження катіонів Y(ІІІ) і Sc(ІІІ) з гідроксидом цирконію. Вивчено процеси зневоднення сумісних осадів гідроксиду цирконію та стабілізувальних елементів, кристалізації аморфного діоксиду цирконію та формування макроструктури кристалічних порошків стабілізованого діоксиду цирконію. Досліджено вплив концентрації вихідних реагентів, рН середовища, температури осадження, умов зневоднення на процеси формування структури та дисперсні характеристики порошків стабілізованого діоксиду цирконію. Проаналізовано властивості нанорозмірних порошків стабілізованого діоксиду цирконію, одержаних за розробленою технологією, і встановлено їх з порошками фірми "ВККК" (Японія) аналогічного складу. Порошки, одержані за розробленою технологією, є більш дрібнодисперсними. Розроблено технологічну схему та встановлено оптимальні технологічні параметри одержання нанорозмірних порошків стабілізованого діоксиду цирконію методом осадження компонентів.

  Скачати повний текст

Висвітлено проблему інтенсифікації електролітичного рафінування відходів титану та його сплавів у титанвмісних розплавах. Визначено недоліки відомих процесів рафінування відходів титанових сплавів, зокрема, низьку тривалість циклового процесу, малу продуктивність і підвищений вміст домішок у катодному металі. Запропоновано інтенсифікувати процес рафінування за рахунок вторинних окисно-відновних реакцій, що відбуваються на неполярізованій поверхні рафінованого матеріалу та вуглецовому аноді. Встановлено, що окиснення іонів двовалентного титану відбувається за анодної щільності у 4 - 5 разів більшій, ніж у разі електролізу з подачею струму на рафінований матеріал. Доведено, що швидкість розчинення титанових сплавів залежить від середньої валентності, масової частки іонів титану та температури розплаву. Розкрито можливість інтенсифікації електролітичного рафінування за рахунок збільшення щільності струму на допоміжних анодах і використання вторинних окисно-відновних реакцій. Показано, що циклова тривалість процесу рафінування може бути збільшена втричі. Наведено інформацію про результати випробувань одержаного катодного металу у процесі виплавки зливків промислових сплавів і у виробництві конструкційних виробів методами порошкової металургії.

  Скачати повний текст

Висвітлено проблему інтенсифікації електролітичного рафінування відходів титану та його сплавів у титанвмісних розплавах. Визначено недоліки відомих процесів рафінування відходів титанових сплавів, зокрема, низьку тривалість циклового процесу, малу продуктивність і підвищений вміст домішок у катодному металі. Запропоновано інтенсифікувати процес рафінування за рахунок вторинних окисно-відновних реакцій, що відбуваються на неполярізованій поверхні рафінованого матеріалу та вуглецовому аноді. Встановлено, що окиснення іонів двовалентного титану відбувається за анодної щільності у 4 - 5 разів більшій, ніж у разі електролізу з подачею струму на рафінований матеріал. Доведено, що швидкість розчинення титанових сплавів залежить від середньої валентності, масової частки іонів титану та температури розплаву. Розкрито можливість інтенсифікації електролітичного рафінування за рахунок збільшення щільності струму на допоміжних анодах і використання вторинних окисно-відновних реакцій. Показано, що циклова тривалість процесу рафінування може бути збільшена втричі. Наведено інформацію про результати випробувань одержаного катодного металу у процесі виплавки зливків промислових сплавів і у виробництві конструкційних виробів методами порошкової металургії.

  Скачати повний текст

За методом комп'ютерного моделювання процесу укладання часток полідисперсної шихти карбідосталі Р6М5Ф3 - 20 % TiC установлено співвідношення їх розмірів, яке забезпечує відносно рівномірний розподіл твердих включень у матричному матеріалі. З'ясовано особливості гарячого ущільнення заготовок з шарів порошку й оболонки, що мають прояв у безперервній взаємозалежній зміні їх щільності, фізичних і деформаційних властивостей. Від співвідношень значень щільностей і фізичних властивостей (твердості, міцності та пластичності) шарів залежить напрямок швидкості течії матеріалів і, як наслідок, кінцевий розподіл показників напружено-деформаційного стану. Формування мікроструктури горячештампованої карбідосталі за умов спікання визначається утворенням евтектики, яка складається з карбідів легувальних елементів (W, Mo, V Cr) швидкорізальної сталі, однак за цього відсутня їх дифузійна розчинність у карбіді титану.

  Скачати повний текст

Рзв'язано конкретну наукову задачу, пов'язану з розробкою високоресурсного плазмотрона з метою обробки порошкових матеріалів і пошуку методів підвищення його працездатності та ефективності. Створено однокамерний лінійний плазмотрон з газовихревою стабілізацією дуги потужністю до 50 кВт, що містить порожнисті мідні електроди, всередині яких виконано поперечні (гвинтові) канавки, які сприяють розщепленню катодної та анодної дільниць дуг і розподілу струму за довжиною розрядного каналу. Доведно, що така конструкція дозволила збільшити ресурс роботи у порівнянні з відомими розробками напилювальних плазмотронів більш, ніж удвічі. Ресурс роботи плазмотрона й ефективність обробки порошкових матеріалів можуть бути значно підвищені за рахунок впливу на позитивний стовп дуги зовнішніх електричних збурень.

  Скачати повний текст

Розроблено технологічні режими виготовлення виробів з порошку титану за результатами дослідження зміни міжчастинкових контактів шляхом комплексної оцінки фізико-механічних властивостей виробів. Проаналізовано процес ущільнення титанових зразків за умов холодного пресування. Вивчено механічні властивості пористих титанових зразків, отриманих методом холодного пресування. Розроблено методологію комплексної оцінки властивостей міжчастинкових контактів шляхом розрахунків коефіцієнтів якості електричного, механічного та фізичного контактів. Відпрацьовано технологію виготовлення титанових зразків методом імпульсного гарячого пресування (ІГП) в вакуумі. Вивчено процеси структуроутворення і формування електричного, механічного і фізичного контакту за умов ІГП. Проаналізовано вплив технологічних параметрів на структуру і властивості титанової стрічки, одержаної прокаткою титанового порошку.

  Скачати повний текст

Вперше запропоновано аналітичне рішення зворотної задачі спектрофотометричної системи рівнянь теорії Розенберга для двовимірної одношарової ультрадисперсної металевої системи. Розроблено спектроаналітичні методи визначення оптичних характеристик малих металевих частинок за даними спектрофотометричних і електронно-мікроскопічних вимірювань на дво- і тривимірних ультрадисперсних металеводіелектричних системах. Виявлено ріст значень питомої комплексної поляризації та зниження на два порядки величини провідності у разі зменшення розміру частинок нікелю та хрому.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст