Розроблено технологію реагентної очистки гальванічних стічних вод з допомогою рециркуляції осаду, що дозволяє очистити стічні води від іонів важких металів, зокрема іонів шестивалентного хрому відповідно до чинних норм, зменшити дози використання реагентів і скоротити обсяги осадів, що утворюються. Показано вплив рециркуляції осаду на процес утворення завислого шару осаду, що сприяє інтенсифікації подальшого процесу у тонкому шарі та підвищенню ступеня очистки стічних вод на його залишкову концентрацію. Одержано емпіричні залежності, які дозволяють розрахувати значення залишкової концентрації шестивалентного хрому залежно від кількості циклів і співвідношення сірчанокислого заліза до шестивалентного хрому. Розроблено конструкцію тонкошарового відстійника з рециркуляцією осаду й одержано основні параметри процесу реагентної очистки стічних вод гальванічних виробництв з рециркуляцією осаду та без неї, що зумовлює суть методу покращання властивостей гальванічних осадів і підвищення ефективності очистки даних вод. Запропоновано технологічні схеми для реконструкції існуючих локальних очисних споруд машинобудівних підприємств та для проектування і будівництва нових з застосуванням рециркуляції осаду для очистки гальванічних стічних вод.

  Скачати повний текст

Вперше вивчено закономірності процесу поліморфних перетворень у покриттях з оксиду алюмінію, що призводять до виникнення високодисперсного стану (ВС). Уточнено критерій стабілізації ВС пружним полем - існування ВС можливо, якщо об'ємна пружна енергія перевищує половину питомої об'ємної теплоти фазового перетворення. Показано, що оксид алюмінію задовольняє умови існування стабільного ВС. Вперше отримано критерії стабілізації ВС під впливом домішок, що вичерпуються. Для існування ВС необхідно, щоб питома об'ємна теплота від перерозподілу домішок перевищувала половину питомої об'ємної теплоти фазового перетворення або щоб коефіцієнт поверхневого міжфазного натягу за наявності домішок поверхнево-активних речовин був менше двох третин коефіцієнта поверхневого натягу без їх впливу. Проведено кількісне оцінювання концентрацій домішок і діапазону температур, за яких можливе існування стабільного ВС. Виявлено закономірності формування різних фаз, а також залежність механічних властивостей покриттів від числа імпульсів, густини енергії і температури плазмового струменя, тобто від параметрів напилення. Виявлено зв'язок між зміною службових характеристик покриттів і їх фазовим та елементним складом.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Теоретично й експериментально досліджено цементит у структурі залізовуглецевих сплавів. Виявлено підвищення мікротвердості цементиту після загартування та доведено відсутність впливу матриці, яка його оточує, на дане підвищення. На основі аналізу розподілу елементів між фазами та урахування впливу легувальних елементів на температуру ледебуритного й аустеніто-графітного евтектичних перетворень визначено діаграми потрійних систем Fe - C - Cr та Fe - C - Mn в області евтектики. Розглянуто механізм розшарування зневуглецьованого цементиту на суміш стехіометричного цементиту та надтонких прошарків аустеніту під впливом тепла лазерного опромінювання. Розповсюджено теорію спінодального розшарування для пересиченого вуглецем аустеніту та зневуглецьованого цементиту в системі аустеніт - цементит. Розроблено рекомендації для використання результатів досліджень у практиці кристалізації виливок та термообробки.

  Скачати повний текст

Розроблено системний підхід щодо керування якістю детонаційних покриттів, що включає етапи вибору характеристик порошку і складу робочої газової суміші, формування газопорошкової суміші, регулювання параметрів імпульсного двофазного потоку, забезпечення необхідних умов контактної взаємодії під час формування покриття, що зв'язуються з типом напилюваного матеріалу і заданими службовими властивостями напиленого шару. На основі нових науково-технічних та конструкторських рішень розроблено системи: газорозподілу і змішування компонентів робочої газової суміші, дозування і подачі напилюваного порошку; формування спрямованого руху двофазного газового потоку; захисту від зворотних ударів; керування, регулювання процесом та оперативною діагностикою технологічного процесу. Запропоновано комплексний підхід до створення промислового автоматизованого комплексу для нанесення різнофункціональних покриттів.

  Скачати повний текст

Проаналізовано можливості отримання рівнотовщинних моно- та багатошарових покрить, наведено методи підвищення їх фізико-механічних характеристик, а також напруженого стану у покриттях. Досліджено просторові та кутові характеристики розподілу густини струму на підкладках на відстані 330 та 470 мм під час роботи одного та двох взаємно перпендикулярно розташованих випарників. Доведено високу нерівномірність розподілу густини струму по підкладці. На основі модифікованої моделі розрахунку продуктивності обробки та динамічної системи виміру товщини покриття проведено порівняння результатів експериментів і розрахунків, які довели, що точність розрахунків дорівнює 3...7,5 %. Доведено, що у серійних установках "Булат" немає можливості отримати рівнотовщинні покриття. Запропоновано технічне вирішення одержання рівнотовщинних покрить. Завдяки застосуванню різних потенціалів секцій у секціонованій підкладці, різних потенціалів екранів та струмів у фокусуючому магніті знайдено режими з рівномірним розподілом густини струму, швидкості зміни геометрії деталі та товщини покриття під час роботи одного та двох випарників.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Долсіджено структуру й електрофізичні властивості ультратонких плівок Cu, Au та Ag. Вивчено вплив поверхневого та зерномежового розсіювання носіїв струму на перенесення заряду в плівках Cu, Au та Ag. Досліджено вплив сурфактантних підшарів Sb, Ge та Si на структуру та кінетичні коефіцієнти у тонких плівках Cu, Au та Ag. Залежності від товщини шару питомого опору p, температурного коефіцієнта опору beta у широкому діапазоні товщин (d = 2-70 нм) плівок пояснено на основі існуючих теоретичних моделей квазікласичних і квантових кінетичних явищ у зразках обмежених розмірів. Проведено розрахунок зонної структури ультратонких плівок Cu, Au та Ag. Виявлено, що для плівок досліджуваних металів товщиною більшою 5-6-атомних шарів зонна енергетична структура близька до зонної енергетичної структури масивного зразка металу. Розмірні залежності кінетичних коефіцієнтів тонких плівок досліджуваних металів пояснено за допомогою квантових теорій балістичного перенесення заряду в ультратонких плівках металів. Параметри перенесення заряду в плівках металів розраховано у межах моделей класичного та внутрішнього розмірних ефектів.

  Скачати повний текст

Удосконалено технологію електрохімічного нанесення функціональних покриттів сплавами кобальту та нікелю з вольфрамом. На підставі вивчення кінетичних закономірностей встановлено, що вольфрам відновлюється у сплав кобальтом або нікелем до металічного стану з проміжних сполук за рахунок наступної хімічної реакції з участю адсорбованого гідрогену. Обгрунтовано кількісний склад електроліту та режими осадження для одержання осадів Co - W та Ni - W з заданим вмістом компонентів, морфологією, структурою та властивостями. Визначено режим поляризації, який забезпечує розчинення кобальту та вольфраму зі 100 % виходом за струмом анодної реакції. Встановлено вплив параметрів стаціонарного й імпульсного електролізу на процес осадження сплавів. З використанням апарату штучних нейронних мереж виявлено зв'язок корозійної стійкості сплавів з їх складом. З'ясовано, що опір корозії покриттів Co - W та Ni - W для кислого середовища перевищує його значення для лужного та нейтрального, мікротвердість сплавів вища за мікротвердість індивідуальних компонентів системи. Виявлено, що коерцитивна сила осадів Co - W перевищує її у Ni - W. Розроблено технологічну схему електроосадження покриттів залежно від їх практичного призначення.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Висвітлено теоретичні закономірності кінетики процесів хімічного відновлення деяких металів з водних розчинів на діелектриках та металах, хімічного осадження плівок на Д-основі, що проходять в режимах конвективної дифузії та примусового масоперенесення. Визначено відповідність досліджених систем хімічного відновлення класичним уявленням кінетики каталітичних процесів за умов конвективної дифузії (без перемішування). Обгрунтовано фізичну модель перебігу даних процесів у режимі гідродинамічного масоперенесення, визначено різні фактори для дослідження обраних фізико-хімічних гетерогенних систем. Проаналізовано особливості формування каталітичної поверхні на Д-основі, вплив додаткової активації зазначеної поверхні на швидкість реакції хімічного відновлення, явища прискорення та наступного спаду швидкості процесу хімічного відновлення залежно від швидкості обертання циліндричного зразка. Вивчено вплив домішків органічних молекулярних поверхнево-активних речовин на кінетику процесів хімічного відновлення на каталітичній поверхні та контактного обміну, а також вплив особливості поверхні сформованих осадів на критерії гідродинамічного режиму розчинів на межі розподілу фаз, описано фізичну модель перебігу досліджених процесів. Доведено, що ефект гідродинамічного обмеження швидкості гетерогенної реакції на межі розподілу фаз пов'язаний з проявом ефекту відштовхування реакційно-активних частинок від поверхні зразка внаслідок дії відцентрової сили, закономірно зменшується час хімічної напівреакції, збільшується товщина зменшеного реакційно-активними частинками дифузійного шару, в результаті прояву ефекту екранування знижується величина ефективного заряду реакційно-активних частинок, що забезпечує ефект повного стримання процесу хімічного відновлення.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено стабільні, екологічно безпечні електроліти осадження олова й сплаву олово - нікель на основі солей сульфамінової кислоти. Встановлено кінетичні параметри та вплив компонентів сульфаматних електролітів на катодне осадження олова. Досліджено вплив компонентів сульфаматних електролітів та їх концентрації на перебіг електродних реакцій спільного відновлення іонів олова й нікелю та на склад одержаних покрить. На підставі аналізу поляризаційних залежностей встановлено, що розряд гідратованих іонів олова з сульфаматних розчинів може проходити під впливом адсорбційної поляризації, обумовленої ПАР, та під електрохімічним і дифузійним контролем. Виявлено вплив концентрації потенціалвизначальних іонів і технологічних параметрів осадження сплаву на склад одержаних покрить. Розроблено математичну модель, що відображає вплив технологічних параметрів осадження сплаву та концентрації потенціалвизначальних іонів на склад одержаного покриття. Визначено оптимальний склад електроліту та режими катодного осадження сплаву олово - нікель. Вивчено каталітичні властивості покриттів із запропонованих електролітів, які активізують окиснення CO у повітряній суміші (вміст CO не більше 3 %).

  Скачати повний текст

Вдосконалено технології оксидування сплавів алюмінію для підвищення корозійної стійкості, опору абразивному зношуванню, діелектричних характеристик та активності у реакціях знешкодження газових викидів. За присутності пірофосфатіонів утворюються розчинні комплекси міді, що сприяє гомогенізації поверхні та формуванню покриттів значної товщини. Доведено, що в режимі мікродугового оксидування підвищення адгезії змішаних оксидів досягається за рахунок термохімічних реакцій за участю води та манганатів. Обгрунтовано склад електролітів і визначено вплив режимів оксидування на склад, морфологію та властивості оксидних покриттів. Розроблено технологічну схему оксидування для одержання покриттів різноманітного призначення.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено вплив полідисперсних феро-, пара- та діамагнітних наповнювачів на реологічні, адгезійноміцнісні, фізико-механічні та теплофізичні властивості, а також на корозійну та зносостійкість полімеркомпозитних захисних покриттів. Вперше встановлено й обгрунтовано наявність магнітної адгезії на межі стальна основа - полімеркомпозит, яка виникає за рахунок взаємодії магнітних полів наповнювача та феромагнітного субстрату. Розкрито ефективність використання високочастотної магнітної обробки композицій, наповнених феро- та парамагнітними дисперсними частинками, що забезпечує підвищення фізико-механічних і теплофізичних характеристик на 20 - 30%. На підставі проведених досліджень створено і впроваджено нові двошарові полімеркомпозитні покриття для захисту від корозії та гідроабразивного спрацювання рефлекторів параболічних антен та технологічного устаткування харчової промисловості.

  Скачати повний текст

Установлено, що конструктивним параметром, який обумовлює зменшення ударного впливу пелюстка на оброблювану поверхню, а також сприяє зменшенню шорсткості поверхні та витрат алмазів у крузі, є кут нахилу пелюстка до радіальної площини. Уперше показано можливість технологічного забезпечення якості напилених поверхонь у разі полірування пелюстковими кругами з розташуванням робочих елементів під нахилом, яке передбачає спрямоване варіювання параметрами шорсткості поверхні з урахуванням пористості матеріалу, а також структурним, зміцненим і напруженим станом поверхневого шару на базі конструктивних елементів інструменту та технологічних факторів обробки. Розроблено математичну модель для прогнозування параметрів мікрогеометрії поверхневого шару, яка враховує пористість напиленого матеріалу та забезпечує підвищення точності розрахунків висотних характеристик шорсткості обробленої поверхні. Показано, що завдяки управлінню режимами процесу полірування, конструктивними параметрами інструмента та характеристиками алмазоносного шару робочих елементів у поверхневому шарі напилених покриттів формується стан, який забезпечує підвищення їх зносо- та корозійної стійкості.

  Скачати повний текст

Досліджено електромагнітні, теплофізичні та гідродинамічні процеси у вертикальному переміщенні сталевого листа з великою швидкістю знизу до гори через цинковий розплав у тиглі без дна за умов масткової електромагнітної левітації рідкого металу та використання закономірностей для розробки спеціалізованого електромагнітного цинкувального пристрою, який дозволяє забезпечити суттєве скорочення часу контакту сталевого прокату з рідким цинком, виключити з цинкувального тигля залізовмісне обладнання для протяжки сталевого листа, зменшити масу розплаву покриття у ємкості, покращати якість покриття та зменшити витрати електроенергії та підтримання високотемпературного стану металу. Визначено теоретично й експериментально характеристики обладнання, під час яких реалізується принцип часткової електромагнітної левітації металевого розплаву. Вперше запропоновано та науково обгрунтовано концепцію та принципову технологічну схему нового електромагнітного цинкувального пристрою, що живиться змінним струмом промислової частоти.

  Скачати повний текст

Вивчено процес електроосадження хрому з форміатних й оксалатних розчинів на основі солей Cr (III). Для встановлення кінетичних закономірностей і механізму розряду комплексних іонів хрому (III), а також для визначення характеру впливу водорозчинних синтетичних полімерів на фізико-хімічні процеси, що відбуваються під час хромування, та для вивчення властивостей хромових осадів здійснено комплекс досліджень, що грунтуються на застосуванні стаціонарної та інверсійної вольтамперометрії, гравіметрії, волюмометрії, оптичних, колориметричних, рентгенографічних та інших методів. Розроблено кінетичну модель ступінчастого розряду іонів Cr (III). Установлено флокувальну дію водорозчинних полімерів на золь Cr(OH)₃, який утворюється у приелектродному шарі. Показано можливість одержання якісних товстошарових осадів з форміатного електроліту за присутності полімерної домішки. Показано, що ці покриття мають цінні властивості.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси лазерного та гібридного лазерно-плазмового нанесення покриттів. Розроблено фізико-математичні моделі лазерного та комбінованого нагрівання частинок дисперсних матеріалів, на підставі яких визначено нові способи керування тепловими характеристиками напилюваних частинок. Удосконалено теорію взаємодії лазерного випромінювання з дрібнодисперсними частинками. На основі розв'язання задачі дифракції електромагнітної хвилі на неоднорідно нагрітій сферичній частинці одержано формули для розрахунку характеристик поглинання та розсіювання лазерного випромінювання напилюваними частинками. Запропоновано математичну модель лазерного та лазерно-плазмового нагрівнаня частинок дисперсних матеріалів і показано, що лазерне нагрівання керамічних частинок характеризується істотною неоднорідністю температурного поля й оптичних властивостей матеріалу частинки. Доведено можливість керування температурним полем напилюваних частинок, за рахунок відповідної комбінації лазерного та плазмового нагрівання. Розроблено математичну модель процесів руху та нагрівання окремих частинок за умов лазерного, плазмового та гібридного напилювання керамічних покриттів. Дану модель узагальнено на випадок урахування розсіювання та поглинання лазерного пучка всією сукупністю напилюваних частинок. Запропоновано конструкцію та створено дослідний зразок інтегрованого лазерно-дугового плазмотрона непрямої дії, призначеного для нанесення покриттів. Доведено перспективність його використання для напилювання різноманітних керамічних і металевих матеріалів, а також для нанесення алмазних та алмазоподібних покриттів.

  Скачати повний текст