Досліджено вплив хімічного складу та розміру частинок газорозпилених порошків (ГРП) воденьсорбуючих сплавів чотирьох складів на їх морфологію, структуру та хімічний стан поверхні. Детально проаналізовано одночасний вплив складу та температурних умов одержання ГРП сплавів типу AB{\dn\fs8 5} на воденьсорбційні та електрохімічні характеристики електродів із них. Показано, що активація, кінетика реакцій і воденьсорбційні властивості ГРП сплавів на основі LaNi{\dn\fs8 5} покращуються зі збільшенням розміру частинок, що пов'язано зі зниженням опору переносу заряду, а для сплавів, що містять кобальт, також зі зміною механізму контролю електродної реакції з кінетично-дифузійного на кінетичний. Ємність сплавів, що не містять кобальт, є найвищою, однак, кількість циклів до втрати електродами 50 % від С{\dn\fs8 макс} збільшується в наступній послідовності: LaNi{\dn\fs8 4.5}Al{\dn\fs8 0.5}(135) < MmNi{\dn\fs8 4.3}Al{\dn\fs8 0.2}Mn{\dn\fs8 0.5}(185) < (La+Mm)Ni{\dn\fs8 3.5}Co{\dn\fs8 0.7}Al{\dn\fs8 0.35}Mn{\dn\fs8 0.4}Zr{\dn\fs8 0.05}(400) < LaNi{\dn\fs8 2.5}Co{\dn\fs8 2.4}Al{\dn\fs8 0.1}(450). Запропоновано механізм деградації ГРП сплавів на основі LaNi{\dn\fs8 5} за умов багатоциклового насичення воднем у лужному електроліті, який полягає у механічно-корозійному руйнуванні частинок сплаву за гідрування, при чому у випадку кобальтових сплавів переважає механічний аспект, а для інших сплавів - корозійний, який полягає у селективному розчиненні певних складових сплаву, головним чином Аl. Продемонстровано успішні варіанти практичного використання ГРП сплавів, наприклад, як негативних електродів нікель-металогідридних акумуляторів і катодів фотоелектрохімічних комірок.

Приведены классификация свойств пористых тел, а также модельно-аналитическое описание и экспериментальные методы их определения. Рассмотрен комплекс свойств материалов из порошков и волокон меди, никеля, железа, титана, алюминия, тугоплавких металлов (вольфрама, хрома, молибдена, ниобия, тантала), а также сплавов и композиций на их основе в связи с температурными и силовыми режимами изготовления и дополнительной обработки. С использованием технологических методов показаны возможности эффективного управления свойствами материалов, полученных из дисперсных металлов.

Стиснення є однією з найбільш важливих властивостей порошків заліза для застосування в порошковій металургії. Розуміння дії хімічних домішкових елементів на стиснення порошку заліза і розмежування вкладу кожного з них має вирішальне значення для виробництва порошків заліза і сталі, зокрема, під час вибору підходів до регулювання і поліпшення їх стиснення. Відібрано 500 зразків водорозпилених порошків заліза для кількісного вивчення впливу основних домішкових елементів, таких як C, Si, Mn, P, S, а також втрат водню, що відображають присутність кисню, на стиснення порошків заліза. Спочатку вивчено вплив одного домішкового елемента на стиснення порошку. Показано, що ступінь лінійної регресії є дуже низьким навіть зі збільшенням кількості зразків до 500, що свідчить про непевність однофакторних регресій внаслідок нестабільності вмісту, якщо увага зосереджена на впливові одного елемента. Потім встановлена багатофакторна регресія з урахуванням усіх шести домішкових елементів. Це підвищує ступінь регресії до 0,9746 зі збільшенням числа зразків до 500, а залежність щільності пресування Y від шести домішкових елементів можна виразити таким чином: Y = 7,1442 - 0,4231 <$E times> C % - 0,0498 <$E times> Si % - 0,0988 <$E times> Mn % - 3,2784 <$E times> P % - 0,2577 <$E times> S % - 0,1220 <$E times> HL %. Це рівняння ілюструє негативний вплив усіх шести домішкових елементів на стиснення водорозпилених порошків заліза. При цьому Р і С впливають найбільше, Mn, S і HL - помірно, а Si - найменше.

Досліджено вплив високовольтного електричного розряду у вуглеводневій рідині на дисперсність суміші порошків Fe - Ti - B4C. Показано, що високовольтний електричний розряд дозволяє суттєво підвищити дисперсність порошків. Важливими чинниками впливу є інтегральна енергія обробки і тиск у каналі розряду. Встановлено зв'язок між інтегральною енергією обробки і зниженням середнього діаметра частинок мікропорошків. Показано, що існує певне значення інтегральної енергії обробки, до якого залежність зміни середніх розмірів частинок від інтегральної енергії обробки носить монотонно зменшуваний характер. Використання високовольтного електричного розряду для диспергування мікропорошків дозволяє істотно знизити, у порівнянні з іншими методами, витрати часу та енергії, необхідні для досягнення бажаної дисперсності.

Досліджено інтенсивність розчинення порошків карбонільного заліза різної дисперсності (середній розмір частинок 1 - 3, 2 - 5 та 25 - 50 мкм) у модельному розчині шлункового соку та плазмі крові для оцінки придатності порошків як харчових домішок. Порошки були розмелені у млині, розробленому та виготовленому в Інституті проблем матеріалознавства НАН України. Ефективність розмелу забезпечувалась за рахунок взаємодії частинок сипучих матеріалів між собою та з поверхнею робочої камери. Показано, що порошки заліза більш активно взаємодіють з біологічними середовищами завдяки присутності в них органічних кислот, які перетворюють залізо в гідрооксидну форму. Це сприяє подальшому зв'язуванню заліза білками плазми крові та пепсином шлункового соку з утворенням легкорозчинних комплексів. Інтенсивність розчинення порошків заліза в біологічних середовищах прямо залежить від їх дисперсності. Так, подрібнення порошку карбонільного заліза протягом 60 хв майже вдвічі збільшує активність його взаємодії з плазмою крові та модельним розчином шлункового соку, а отже, засвоєння організмом людини.

Запропоновано магнітоабразивні порошки, одержані за допомогою методу механічного змішування порошків заліза й абразивів (електрокорунд, карбіди силіцію та ванадію) за присутності поверхнево-активних речовин (олеїнової кислоти) та клеючих органічних сполук (епоксидних смол). Вміст поверхнево-активних речовин та клеючих матеріалів не перевищував 8 - 10 %. Досліджено вплив вмісту абразиву в складі композиційного порошку на його магнітні властивості. Визначено різальну здатність магнітоабразивного матеріалу та шорсткість обробленої поверхні залежно від виду абразиву. Шорсткість Ra = 0,08 - 0,12 мкм для сталі 45 з твердістю HRC = 44 - 46 досягнуто під час використання абразиву Fe - 50 % SiC.

Методами рентгеноструктурного и фазового анализа исследованы процесс окисления и термическая стабильность порошков на основе железа, полученных разными методами, в зависимости от их фазового состава и дисперсности. Показано, что наибольшей термической стабильностью обладают порошки, полученные методом механического измельчения, а наименьшей - полученные термохимическим методом. Высказано предположение, что термическая стабильность порошков определяется наличием оксидной оболочки на поверхности порошинок, толщина которой зависит от условий получения и последующей термообработки.

Приведены результаты исследований влияния длительности разрядных импульсов квазитрапецеидальной формы, а также условий хранения дисперсий частиц железа, получаемых объемным электроэрозионным диспергированием его гранул в воде, на их гранулометрические характеристики и структурно-фазовое состояние.

Увагу приділено створенню високопродуктивної економічно конкурентної та здатної для застосування у серійному виробництві технології одержання висококонцентрованих суспензій (100 мг/л) надчистих наночастинок металів, що не містять домішок і додаткових хімічних речовин, з керованими розподілом розмірів і концентраціями комбінованим методом іонно-плазмового диспергування з імплантацією наночастинок у рідини в єдиному технологічному циклі. Вперше розроблено триетапну феноменологічну модель процесів нанодиспергування металів плазмовим струменем та імплантації наночастинок у рідкі основи, експериментально досліджено залежність розмірів і розподілу наночастинок металів у суспензіях від потужності струму диспергування. Показано, що за максимальних потужностей струму середній діаметр наночастинок металів збільшується. Створено високопродуктивну економічно конкурентну технологію виробництва агрегативно стабільних суспензій чистих металів, придатну для масштабування в серійному виробництві. Одержано стабільні висококонцентровані (100 мг/л) надчисті наносуспензії Cu, Ag, Аu, Fe на основі харчового гліцерину і олій, готові до введення у кінцеві продукти. Практично застосовано нанопродукт "Срібний щит-1000" для антибактеріальної та антивірусної обробки контактних поверхонь у місцях громадського користування та для персональної гігієни, а також для знезараження молока від стафілококів в умовах фермерських господарств.

Магнітні матеріали у формі колоїдних частинок стали предметом особливої уваги, оскільки вони мають виняткові магнітні властивості, серед яких переважає супермагнетизм. Ці матеріали використовуються в різних областях техніки та біомедицини, включно з підготовкою стабільних магнітних рідин. Спільне осадження з розчинів солей металів є досить простим і доступним методом, який був використаний у дослідженнях для одержання нанопорошків MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,9; 0,7; 0,5; 0,3). Дослідження із застосуванням методів мікроструктурного і магнітного аналізу виявили нанорозмірність систем, що складаються з магнітних зерен, вкритих немагнітними оболонками. Одержано залежності, що показують вплив частки мангану на намагніченість насичення, з одного боку, і розмір кристалів й коерцитивну силу, з іншого.

Приведены металлографические исследования фракционного состава порошка, получаемого методом распыления расплава олова в потоке воздуха. Изучены гранулометрический состав, форма, размер и структура частиц в зависимости от изменения состава и температуры расплава.

За допомогою методів рентгенівської фотоелектронної та інфрачервоної спектроскопії встановлено, що на поверхні порошку дисиліциду вольфраму на повітрі за присутності слідів води утворюються функціональні групи трьох типів: силанольні групи, залишки вольфрамової кислоти H2WO4 та вольфрамат-силікатної гетерополікислоти H4[Si(W3O10)4] (з домінуючою роллю силанольних груп, яких на поверхні найбільше). Показано, що електроповерхневі властивості дисиліциду вольфраму за своєю природою аналогічні таким для сполук кремнію SiO2 та SiC.

Вперше на підставі аналізу діаграм стану обмежувальних систем обгрунтовано вибір складів на базі ZrO ₂ у системі ZrO ₂-Y ₂O ₃-CeO ₂-Ai ₂O ₃ і проведено комплексне дослідження фізико-хімічних закономірностей у нанодисперсних порошках у процесі їх одержання за методом гідротермального розкладання в лужному середовищі та наступної термічної обробки. Визначено фізико-хімічні умови формування самоармованих і багатошарових композитів з підвищеними характеристиками міцності, а також біоінертних імплантатів головок ендопротезів кульшового суглобу з тривалою стійкістю до процесу лстаріння» в організмі людини. Результати дослідження є науковою основою мікроструктурного проектування дрібнозернистих матеріалів на базі ZrO ₂ у системі ZrO ₂-Y ₂O ₃-CeO ₂-Ai ₂O ₃, які мають підвищені міцнісні й інші характеристики.

Методами рентгеноструктурного анализа, сканирующей электронной микроскопии, мёссбауэровской спектроскопии и магнитных измерений исследован фазовый состав, дисперсность, параметры сверхтонкого взаимодействия и магнитные свойства порошка, полученного пиролизом цитрата железа <$E roman {FeC sub 6 H sub 5 O sub 7}~cdot~n roman {H sub 2 O}> в потоке смеси газов Ar + 5 % H2 в интервале температур 470 - 1000 <$E symbol Р>C. Показано, что полученный порошок является конгломератом частиц и состоит из кристаллических фаз <$E alpha - roman Fe>, цементита Fe3C и оксидов железа, соотношение между объёмными долями которых зависит от температуры пиролиза. Установлено, что оптимальным температурным режимом пиролиза является нагрев до 800 <$E symbol Р>C, обеспечивающий двухфазное состояние (<$E alpha - roman {Fe~+~Fe sub 3 C}>) с преобладающей долей восстановленного железа (43 - 85 % по мёссбауэровским и рентгеновским данным соответственно) и средний размер областей когерентного рассеяния на наноуровне (не более 32 нм), а также гладкие поверхности металлических частиц конгломерата с низким содержанием кислорода на тех поверхностях. Показано, что коэрцитивная сила и остаточная магнитная индукция конгломерированных частиц определяются их структурой и магнитным порядком, включающим ферромагнитную и суперпарамагнитную составляющие.

Визначено умови синтезу слабоагломерованих нанопорошків (НП) Y₃Al₅O₁₂ із середнім розміром частинок 60 нм методом хімічного співосадження. Показано, що електростатична стабілізація сульфат-аніонами дозволяє знизити ступінь агломерації НП Y₃Al₅O₁₂ та підвищити їх активність до спікання у порівнянні з нестабілізованими НП. Виявлено чинники формування високонаповнених водних суспензій НП Y₃Al₅O₁₂ із вмістом твердої речовини 23 об. %. Виявлено фазову нестабільність НП Y₃Al₅O₁₂ консолідованих за умов Р = 8 ГПа, Т = 550 °С, яка полягає у розпаді фази гранату на YAlO₃ та Al₂O₃. Досліджено вплив реальної структури крипнокристалічних аналогів Y₃Al₅O₁₂ на їх люмінесцентні та фізико-механічні властивості.

Увагу приділено розробці технології одержання нових слабоагломерованих монодисперсних порошків двох типів: (1) з ізометричних монокристалічних наночастинок Lu₂O₃, (Lu_0,95Eu_0,05)₂O₃ (2) з мезопористих сфер Y₂O₃, (Y_1-xR_x)₂O₃ (R-La, Eu, Nd) для композитних і керамічних матеріалів на їх основі. Нанопорошки оксидів рідкісноземельних металів одержували методом осадження з розчинів, що включає синтез попередника (прекурсору) із подальшою низькотемпературною кристалізацію (Т = 600 - 1 100 °С). З використанням комплексу методів термічного аналізу, рентгенівської дифракції, ІЧ-спектроскопії, електронної мікроскопії досліджено вплив фазового та хімічного складу попередника на структурно-морфологічні властивості нанопорошків оксидів рідкісноземельних металів. Розроблено технологію одержання композитів "матриця Y₂O₃/наповнювач ZnO" діаметром 70 - 400 нм та дісперсією ≤15 % з матричним розподілом наповнювача. Методами електронної мікроскопії, рентгенівської дифракції й оптичної спектроскопії встановлено, що інтервал термічної стабільності фази ZnO в порах сфер Y₂O₃ становить 600 - 700 °С та відповідає високому ступеню стехіометрії аніонної підгратки оксиду цинку за умов надлишку кисню. Методом вакуумного спікання одержана оптична кераміка (Lu_0,95Eu_0,05)₂O₃ з відносною щільністю 99 ± 1 %, середнім розміром зерна близько 51-ого мкм і коефіцієнтом лінійного оптичного пропускання 50 % в області довжин хвиль 500 - 1 100 нм. Встановлено, що іони Eu³⁺ виступають у ролі твердотільної спікаючої домішки за синтезу кераміки Lu₂O₃, прискорюючи її ущільнення за рахунок збільшення дифузійної рухливості катіонів.

Розглянуто створення моделі автоматизованої системи регулювання видовженням деталі з використанням нечіткої логіки та створення моделі даної системи у пакеті Simulink.

Представлены результаты исследований структуры и свойств порошков FeAl/Al2O3 и Fe1-xCrxAl/Al2O3, полученных методом механоактивируемого самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Порошки имеют нанокомпозиционную взаимопроникающую структуру с размером зёрен от 20 до 190 нм, микротвёрдостью 217 - 269 Hv25 и характеризуются отличной способностью к детонационному напылению. Детонационные покрытия из синтезированных порошков отличаются высокой микротвёрдостью (7,5 - 8,5 ГПа) и хорошими антифрикционными свойствами в условиях трения качения со смазкой.

Методами ИК-фурье-спектроскопии изучены изменения в гидратной оболочке ксерогеля в условиях воздействия высокого гидростатического давления (ВГД). Показано, что применение ВГД на стадии формирования наночастиц ксерогеля позволяет управлять пористой структурой и состоянием поверхности синтезируемых на их основе оксидных наночастиц.

Методами оптической и просвечивающей электронной микроскопии исследованы образцы ультрадисперсных порошков карбонитрида титана, полученных различными методами. Установлена существенная неоднородность ультрадисперсных порошков карбонитрида титана, применяемая для модифицирования жаропрочных никелевых сплавов.