Описано розроблений пристрій та експрес-методику для дослідження експлуатаційних характеристик композиційних алмазовмісних матеріалів на кобальтовій зв'язці. За умов, наближених до реальних умов роботи інструменту, проведено експериментальне дослідження залежності працездатності матеріалів від режиму інтенсивного електроспікання. Встановлено кореляційні залежності між технологічними параметрами процесу, мікроструктурою, фізико-механічними властивостями й експлуатаційними характеристиками композиційних алмазовмісних матеріалів інструментального призначення. Визначено діапазони зміни та комбінації технологічних параметрів, найбільш перспективні з точки зору якості одержаних матеріалів. На підставі одержаних даних розроблено вдосконалену технологію виготовлення сегментів з композиційних алмазовмісних матеріалів для каменеобробки з покращеними робочими характеристиками.

Представлена разработанная теоретическая модель для оценки предела текучести зернистого композиционного материала с пористой матрицей. Проведен параметрический анализ модели, исследовано влияние типа нагружения, пористости матричного материала и объемного содержания жестких включений на макроскопический предел текучести композита. Получено выражение потенциала пластичности для композита с пористой матрицей, обеспечивающее удовлетворительное согласие с результатами численного анализа модели во всем диапазоне изменения структурных параметров. Показана применимость развитого подхода к исследованию процесса формования давлением заготовок изделий из композиционных материалов.

Встановлено, що провідним механізмом ущільнення КАМ за інтенсивного електроспікання є термоактивована пластична деформація, що підтверджено пороговістю процесу ущільнення, а саме: затримкою початку усадки й її зупинкою в момент припинення нагріву. Вперше встановлено, що еволюція мікроструктури від дискретної до каркасно-матричної відбувається на першій стадії інтенсивного електроспікання, про що свідчить зменшення електроопору зразків на два порядки, а протяжність другої стадії визначено вимогами до залишкової пористості, яка впливає на експлуатаційні якості КАМ інструментального призначення. Розвинуто мікромеханічну модель провідності КАМ з пористою матрицею та недосконалими міжчастковими контактами, де як додатковий структурний параметр використано міжчастковий контактний електроопір, який характеризує ступінь консолідації порошкового тіла. Вперше розроблено структурно-чутливу реологічну модель дисперсно-зміцненого композиту з пористою зв'язкою та з її використанням встановлено закономірності впливу об'ємного вмісту алмазної фази та пористості зв'язки на межу плинності і швидкість усадки КАМ при ІЕС.

Досліджено вплив контактної теплопровідності міжфазної межі алмаз-металічна зв'язка на теплопровідність алмазовмісних композитів з дво- і трикомпонентною металічними зв'язками на основі нікелю. Розроблено установку та методику вимірювання залежності коефіцієнта теплопровідності зв'язок та композитів на їх основі від складу (зокрема, наявності карбідоутворювальних домішок) і структури, проведено дослідження такої залежності. Запропоновано теоретичну модель теплопровідності композита, яка забезпечує врахування реальної форми кристала алмазу та контактної теплопровідності його граней. Одержана шляхом розв'язання оберненої задачі оцінка контактної теплопровідності міжфазної границі задовільно узгоджується з відомими в літературі даними прямих фізичних досліджень та аналогічними оцінками для композитів на алюмінієвій та мідній зв'язках. Результати моделювання свідчать про значний вплив контактного опору на температурний режим роботи алмазного інструменту.

Исследован процесс увеличения насыщения углеродом пористого брикета карбида кремния посредством многократной инфильтрации растворов нефтяного кокса вместо традиционно используемых твердофазного порошка ламповой сажи или мелкодисперсного порошка графита, предназначенных для обеспечения реакционного спекания карбида кремния с целью уменьшения доли свободного кремния, сохраняющегося в структуре после спекания.