Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено морфологію фронту кристалізації кристалів корунду, вирощених з розплаву з використанням різних методів. Показано, що за умов, коли кристал не може прийняти рівноважну форму, фронт кристалізації завжди має осередкову структуру, утворену елементами рівноважного кристала. У цьому причина постійної осередкової шорсткості фронту кристалізації та нормалізації механізму росту. Виявлено, що під час переохолодження осередковий фронт кристалізації перетворюється на скелетний і далі - на дендритний. Доведено, що скелетна морфологія фронту кристалізації є однією з основних причин утворення газових включень. Для методу Степанова розроблено технологічні рішення і конструкції формоутворювачів, які гарантують одержання якісних кристалів без газових включень і блоків. Побудова рівноважних, осередкових, скелетних та дендритних форм корунду проявляє загальні закономірності, характерні також для інших кристалів, тому результати, отримані під час проведення досліджень процесів росту корунду, можна застосовувати для вирощування інших кристалів.

  Скачати повний текст

Досліджено синтез алмазу в системах Zn-C і Zn-Mg-C. Вперше побудовано діаграму плавкості системи Zn-C і вивчено фазові рівноваги в системі Zn-Mg-C за тиском 7,7 ГПа. Досліджено залежність кута змочування в системі цинк-графіт від температури за тиском 7,7 ГПа (тривалість нагріву 30 с.). У системі Zn-C і в сплавах Zn-Mg-C (багатих цинком) кристалізуються алмази, в основному, октаедричного габітусу, у сплавах Zn-Mg-C (багатих магнієм) - кубічного. Встановлено вплив концентрації цинку в ростовій системі Zn-Mg-C на електроопір кристалів: із зростанням вмісту цинку в системі їх електроопір збільшується. Досліджено закономірності синтезу алмазу з ростових систем Zn-C і Zn-Mg-C та розроблено рекомендації з управління ступенем перетворення графіту в алмаз, електропровідністю та габітусом кристалів.

  Скачати повний текст

Досліджено процес отримання порошків сплаву системи Ni-Mn-C методом відцентрового розпилення, які використовуються для синтезу алмазів, визначено особливості формування їх структури та складу. Встановлено, що відцентрове розпилення дозволяє отримувати порошки з рівномірним розподілом компонентів сплаву у всьому об'ємі та сприяє формуванню однорідної високодисперсної структури, яка забезпечує високу пластичність порошків, а також супроводжується їх рафінуванням. Вивчено фізичні та технологічні властивості розпилених порошків, можливість їх деформаційної обробки прокаткою, з метою керування технологічними характеристиками та компактування. Проведено порівняльні випробування в процесі синтезу алмазів розпилених порошків сплаву Ni - Mn і сплаву, диспергованого шляхом токарної обробки зливка з подальшим подрібненням. Вивчено еволюцію морфології та фізико-механічні характеристики алмазів. Показано високу ефективність та алмазоутворювальну здатність розпилених порошків, що дозволяє підвищити ступінь перетворення графіту на алмаз на 20 - 25 %, вихід алмазів - на 10 - 12 % та їх механічну міцність - на 5 - 7 %. Розроблено технологічні принципи отримання порошків сплаву Ni - Mn відцентровим розпиленням, які забезпечують потрібний склад і структурний стан сплаву, а також рекомендації щодо їх реалізації у промисловості.

  Скачати повний текст

На підставі реологічного, фізико-хімічного, структурного підходів, а також кубічного нітриду бору (КНБ) з мінімальною пористістю, високою твердістю та тріщиностійкістю, значними розмірами розроблено композиційні матеріали.

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності фазових і структурних перетворень щільних піролітичних матеріалів BN за високих тисків, одержано полікристалічні матеріали cBN з підвищеною міцністю та розроблено різальні матеріали на їх основі. Розвинено ідею використання піролітичних матеріалів на основі графітоподібних модифікацій BN для одержання високоміцних полікристалічних матеріалів cBN шляхом твердофазних перетворень, які мають місце за достатньо високих тисків і температур. Обгрунтовано, що полікристалічна структура cBN, що утворюється за даних умов, є структурою рекристалізаційного походження та характеризується довершеними міжзерновими границями, високим рівнем міжзернової когезії та підвищеною міцністю. Вивчено структурні механізми та закономірності утворення cBN залежно від характеристик реальної структури піронітриду (упорядкованості, фазового складу, текстури, щільності). Обгрунтовано високу ефективність різального матеріалу, розвинено традиційні підходи одержання керамічних і композиційних матеріалів на основі cBN шляхом спікання "готової" фази.

  Скачати повний текст

Досліджено технологічний процес нерівноважного синтезу порошку метастабільного карбіду з надлишками вуглецю та композиційних порошків. З використанням сучасних методів фізико-структурного аналізу виявлено фізичну природу метастабільних станів синтезованих продуктів. Розроблено оптимальні технологічні режими одержання надтвердої кераміки спіканням під високим тиском порошків твердого розчину вуглецю в карбіді кремнію. На підставі методів активованого твердого розчину вуглецю в карбіді кремнію, за участю активованих домішок розглянуто технологічні принципи формування композиційної кераміки, визначено фізико-технологічні засади формування зносостійких покриттів.

  Скачати повний текст

Наведено методологію та розроблено систематику складового процесу пристосовуваності за умов алмазного шліфування надтвердих матеріалів. На базі комплексного теоретико-експериментального вивчення 3D топографії оброблюваної поверхні та робочої поверхні шліфувального круга з використанням методу лазерного сканування, моделювання 3D напружено-деформованого стану єдиної системи оброблюваний матеріал - робоча поверхня абразивно-алмазного круга і динаміки зносу її елементів розроблено експертну систему процесу шліфування, що дозволяє прогнозувати й оптимізувати процес бездефектної обробки існуючих і створюваних надтвердих матеріалів. Запропоновано технічні рішення та рекомендації для практичного застосування, що дозволяє на їх основі створювати високоефективні робочі процеси виготовлення прецизійних ріжучих інструментів з надтвердих матеріалів.

  Скачати повний текст

Проведено моделювання термомеханічного стану реакційного об'єму АВТ під час кристалізації алмазів і вперше встановлено закономірності зміни тиску у реакційному об'ємі АВТ на різних масштабних рівнях. Здійснено порівняльний числовий аналіз ефективності роботи різних типів АВТ для синтезу алмазів та визначено умови максимально можливого виходу певних марок алмазів у них. Достовірність розрахунків об'ємів і конфігурацій областей кристалізації алмазів підтверджено зіставленням результатів розрахункових і експериментальних досліджень процесу їх синтезу.

  Скачати повний текст

Розроблено нові види полікристалічних надтвердих матеріалів з підвищеними фізико-механічними та екплуатаційними характеристиками на основі вюрцитного нітриду бора на підставі принципів управління формування їх властивостей. Вивчено закономірності фазових і структурних перетворень у вюрцитному нітриді бору за дії попереднього холодного деформування методом прокатування за наявності напружень зсуву чи у разі завантаження за умов, за яких мають місце зміни напружено-деформованого стану порошків, а також під час гарячого пресування за високих тисків у разі присутності домішок та без них.

  Скачати повний текст

На базі 3D моделювання у комплексі процесів спікання алмазних кругів, шліфування та точіння з'ясовано принцип і запропоновано алгоритм науково обгрунтованого вибору алмазно-абразивного інструмента, які забезпечують збереження вихідних характеристик алмазних зерен під час його виготовлення, підвищення ефективності шліфування надтвердих матеріалів (НТМ) та зниження відмов різців з НТМ. Уперше завдяки 3D моделюванню напружено-деформованого стану алмазоносного шару, що виникає у процесі спікання його компонентів, визначено раціональні поєднання марок, зернистостей і концентрацій алмазних зерен з марками металевої зв'язки, які забезпечують цілісність зерен в інструменті. На підставі результатів 3D моделювання нестаціонарного температурного поля установлено залежності температур у макро- та мікрооб'ємах оброблюваних НТМ від характеристик кругів й режимів шліфування. Базуючись на виборі певного поєднання міцнісних і теплофізичних властивостей металевої зв'язки та алмазних зерен круга з властивостями оброблюваного НТМ, під час шліфування здійснюється використання алмазоносного шару зі зниженою концентрацією зерен, який за рахунок їх мінімальної робочої висоти забезпечує фактичну площу контакту інструмента з НТМ, необхідну для продуктивної та малодефектної обробки останнього. З використанням запропонованого алгоритму визначено раціональні характеристики алмазного круга для обробки досліджуваних марок НТМ, завдяки яким зберігаються вихідні характеристики зерен на етапі виготовлення інструмента, забезпечується їх мінімальна питома витрата і зниження браку НТМ за умов продуктивного шліфування. Шляхом взаємозв'язаного 3D моделювання напружено-деформованого стану лезового інструмента з НТМ під час точіння та заточування встановлено характеристики алмазного круга і режими шліфування, що запобігають руйнуванню його різальної частини різця за конкретних умов експлуатації.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено групові методи вирощування профільованого сапфіру. Досліджено вплив умов вирощування та відпалу на структурну досконалість профільованого сапфіру. Установлено взаємозв'язок кількості та розподілу пор у кристалах з конструкцією капілярної системи формоутворювача. Відзначено, що кращі за якістю кристали одержано на формоутворювачах, що мають мінімальну кількість живлячих каналів. Уперше встановлено, що руйнування формоутворювачів з багатоканальним підживлення зони зростання відбувається за межами зіткнення потоків розплаву та має кавітаційний характер. Запропоновано коаксіальний спосіб вирощування групи профілів, розраховано теплові умови у системі коаксіальних сапфірових трубок та знайдено можливість поліпшення якості внутрішніх профілів залежно від кількості зовнішніх профілів. Наведено способи вирощування профільованих кристалів для одерання виробів з дном високої оптичної якості. Розроблено спосіб автоматичного затравлення, що базується на тепловому розширенні елементів технологічного оснащення, який виключає суб'єктивний чинник та випадкове пошкодження формоутворювачів. Запропоновано конструкції тигля та капілярної системи зі знімними формотвірними насадками, які значною мірою знижують витрати тугоплавких металів. Створено ефективний спосіб очищення молібденових і вольфрамових деталей технічного оснащення від корунду для відновлення їх працездатності.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності та особливості механізмів формування мікроструктури в монофазних матеріалах і композитах на основі речовин системи B - C - Si у процесі спікання за умов високих тисків і температур. Показано, що спікання монофазних матеріалів за умов високих тисків супроводжується значною пластичною деформацією та первинною рекристалізацією зі зменшенням розміру зерен.

  Скачати повний текст

Висвітлено особливості розробки технології очищення стічних вод алмазного виробництва від солей мангану та нікелю, що дозволяє одержувати продукти ліквідні на хімічному ринку. Проаналізовано питання впливу різних параметрів на процес осадження сполук нікелю та мангану з розчинів, які вміщують сполуку одного з металів, і з розчинів, в яких є сполуки двох металів: концентрації реагентів, температури та часу осадження. Вивчено механізми процесів осадження з розчинів, в яких є сполуки одного з металів і з розчинів, в яких є сполуки мангану та нікелю. Вміщено математичні моделі процесів осадження сполук нікелю та мангану, які враховують вплив концентрації реагентів, температури та час осадження. Запропоновано технологічні схеми очищення стічних вод, які містять сполуки мангану та нікелю з різними способами утилізації водно-сольового розчину. У результаті проведеного техніко-економічного розрахунку встановлено, що найбільш ефективним варіантом є напрямок водно-сольового розчину в водозворотню систему підприємства.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему вирощування великих структурно-досконалих монокристалів алмазу в області термодинамічної стабільності на одиничній затравці за методом температурного градієнта в апараті високого тиску типу "тороїд" за умов зміни температурного режиму кристалізації. Вивчено закономірності росту монокристалів алмазу в області термодинамічної стабільності за методом температурного градієнта на одиничній затравці за умов зміни температурного режиму кристалізації.

  Скачати повний текст

За методами гартування від високого тиску, металографічного, рентгенівського та мікрорентгеноспектрального аналізів, а також in situ з використанням методу енергодисперсійної дифрактометрії експериментально вивчено фазові рівноваги за тиску 0 - 5,5 ГПа та синтез кубічного нітриду бору у системі Mg - B - N та Mg - B у разі тиску 4,5 ГПа. Система Mg - B характеризується наявністю трьох евтектичних і однієї перитектонічної рівноваги. Установлено мінімальну температуру кристалізації cBN з розчину у розплаві (1 600 К при 54,5 ГПа). Проведено порівняльний синтез cBN у системі Mg - B - N за промисловою технологією за умов застосування різних розчинників.

  Скачати повний текст

Установлено залежність коефіцієнта тертя та працездатності пари тертя від заданого на стадії попередньої обробки рельєфу поверхні. Показано, що лінійний знос тертя сапфір/поліетилен з заглибленням знижується, у порівнянні з аналогічною парою без заглиблень, на 26 - 30 %, а коефіцієнт тертя зменшується на 19 - 25 %. Вивчено залежність кута змочування сапфіра водою та гліцерином від кристалографічної орієнтації. Показано, що кут змочування максимальний для площини (0001) води та гліцерину. Виявлено, що з пар тертя Co - Mo - Cr/поліетилен, кераміка/поліетилен, сапфір/поліетилен за сукупністю функціональних властивостей перевагу має пара сапфір/поліетилен.

  Скачати повний текст