На прикладі порошків технічного нітриду алюмінію, ниткоподібних кристалів і наночастинок AlN доведено вплив дисперсності, а також морфології частинок на ступінь розчинення AlN у фізіологічному розчині, сироватці крові, шлунковому соці та відповідних контрольних середовищах з такими ж значеннями рН. Обговорено механізм взаємодії порошків AlN з біохімічними середовищами та особливості їх токсичної дії.

Досліджено кінетику масопереносу, механізм формування, триботехнічні характеристики, опір високотемпературному окисненню покриттів із твердого сплаву WС - 6 % Co та титанового сплаву ВТ6 у випадку їх електроіскрового легування електродним матеріалом на базі TiCN - AlN зі зв'язкою Fe - Cr. Показано, що схема фазового розподілу компонентів у покриттях на обох сплавах однакова. Електроіскрове легування сплавів WС - Co та ВТ6 знижує їх знос на 33 та 60 % відповідно. У цьому випадку робоча температура сплаву WC - Co з покриттям збільшується на 160 град у порівнянні з вихідною поверхнею.

За допомогою методів термогравіметрії, диференціального термічного аналізів, рентгенівського фазового та мікрорентгеноспектрального аналізу вивчено високотемпературне окиснення на повітрі (до 1600 °C) композиційних порошків і монолітної кераміки AlN - SіC, AlN - SіC - TіB₂, AlN - SіC - ZіB₂. Встановлено виключно високу корозійну стійкість цих матеріалів. Досліджено корозійну стійкість і показано можливість використання конструкційної кераміки систем TіB₂ - AlN, TіB₂ - TіN, TіC_0,5N_0,5 у морській воді. Токсичні властивості порошків нітридів Sі₃N₄, AlN, BN та TіN прогнозуються на основі вивчення їх взаємодії з біохімічними середовищами. Обгрунтовано високу хімічну стійкість нітридотитанових матеріалів у середовищах ротової порожнини.

У порошках нітриду бору (BN_г та гексаніт-A) виявлено сигнали ЕПР: A - від атомів вуглецю, що заміщують атоми азоту в гратці BN_г; B - від залізомістких утворень; C₁ та C₂ (в BN_г) і C₃ та C₄ (в гексаніті-A) - від вуглецевмісних вкраплень різних модифікацій. Обробка таких порошків у різних біохімічних та контрольних неорганічних середовищах супроводжується (для зразків BN_г) зміною інтенсивності сигналів B, C₁ та C₂, що відображає процес взаємодії реальних включень, які є у технічних порошках, із середовищами.

Альтернативою поверхневому модифікуванню вольфрамових твердих сплавів РСVD-методом може бути електроіскрове легування (ЕІЛ), з погляду як економічної доцільності, так і рівня експлуатаційних характеристик покриттів. Вивчено кінетику масопереносу, триботехнічні властивості та стійкість до високотемпературного окиснення у ході ЕІЛ твердого сплаву ВК6 електродним матеріалом на основі TiCN. Показано, що в області низьких та середніх швидкостей (<= 6 м/хв) лінійний знос сплаву WC - 6 % Co з покриттям зменшується майже у 22 рази з одночасним зниженням коефіцієнта тертя від 0,42 у вихідному стані до 0,18. При цьому з ростом температури, коли сплав WC - 6 % Со характеризується катастрофічним приростом маси через окиснення, зразок із покриттям має задовільну стійкість.

Вивчено структуру та властивості покриття системи TiC_0,14N_0,86 - Ni(CrBSi)-сплав (70 %) на високоміцному чавуні. Покриття отримано методом високошвидкісного газополум'яного напилення на установці "Струя", яка використовує як паливо газоподібні кисень та водень, за умов тиску у камері згоряння 0,6 МПа. Покриття завтовшки близько 1 мм та пористістю менш ніж 2 % має характерну шарувату структуру. Зони, що чергуються, збагачено тугоплавкою фазою або металом. У порівнянні зі сплавом WC (8 % Co) покриття має більш низькі значення лінійного зносу (< 5 мкм/км) та коефіцієнта тертя (0,1), а також майже на порядок більшу стійкість до високотемпературної корозії.

Проведено комплексне легування поверхні низьковуглецевої сталі під час її обробки штучним концентрованим сонячним випромінюванням (КСВ) на повітрі з застосуванням композиту на основі LaB₆. Встановлено розподіл елементів за товщиною легованого шару вздовж осі вводу КСВ та на периферії робочої зони. З використанням даних мікрорентгеноспектрального, рентгенофазового та металографічного аналізів установлено, що внаслідок високотемпературного окиснення композита, утворення нових фаз і конвективного масопереносу за умов КСВ на поверхні сталі утворюється градієнтна структура у вигляді густої плівки тришарової окалини, її зовнішній шар містить хроміти лантану та нікелю, що забезпечують високу стійкість поверхні до морської корозії.

Досліджено формування поверхневого шару на низьколегованій сталі в процесі світлотермічної обробки композиційним матеріалом на базі Si₃N₄ - Al₂O₃. Робочі поверхні вивчено із застосуванням металографічного, рентгенофазового та мікрорентгеноспектрального аналізів. Встановлено, що у легованому шарі утворюються корозійно-стійкі фази Al₂SiO₅, (Fe, Cr)₂O₃, (Cr, Al)₂O₃, NiCrO₄, які обумовлюють підвищення мікротвердості в 2 - 5 разів і стійкості до морської корозії більш ніж на два порядки у порівнянні з вихідною поверхнею.

За допомогою методів потенціодинамічних поляризаційних кривих, рентгенофазового аналізу та скануючої електронної мікроскопі вивчено електролітичне окиснення в 3 %-му розчині NaCl зразків нітриду цирконію з різною дефектністю за азотом (ZrN0,67; ZrN0,77; ZrN0,87 і ZrN0,97), а також чистого цирконію. В усіх випадках установлено багатостадійний характер процесу. Анодні поляризаційні криві на різних етапах окиснення характеризують як активне розчинення ZrNх і Zr в електроліті, так і утворення на зразках поверхневих шарів оксихлориду ZrOCl2, оксинітриду ZrNхOy та оксиду цирконію <$E alpha>-ZrO2 моноклінної модифікації. Встановлено, що корозійна стійкість однофазних зразків ZrNх у 3 %-му розчині NaCl зменшується у ряду <$E roman {ZrN sub 0,97~symbol О~ZrN sub 0,87~symbol Р~ZrN sub 0,77}>. Початкові стадії взаємодії поверхні зразків з електролітом багато в чому визначають їх подальшу поведінку у контакті з розчином. Показано, що ZrNх із великою кількістю вакансій атомів азоту, зокрема, ZrN0,77, за своїми корозійними властивостями ближче до металічного Zr, ніж до стехіометричного ZrN (зниження корозійної стійкості, безумовно, спричинене зменшенням іонно-ковалентної складової зв'язку в ZrNх).

Установлено, що окалина, яка утворюється під час окиснення керамічних композитів системи AlN - SiC у повітрі за температур до 1 550 <$E symbol Р>C, містить муліт <$E roman {3Аl sub 2 O sub 3 ~cdot~2SiO} sub 2> як основну фазу зовнішнього шару. Це й забезпечує її високі захисні властивості. У внутрішньому шарі окалини міститься певна кількість кристобаліту <$E beta - roman {SiO sub 2 ,~ alpha - Al sub 2 O sub 3}> та незначна кількість оксинітриду Al10N8O2. У сухому повітрі навіть за температури 1 500 <$E symbol Р>С і тривалої витримки (50 год) зберігається надзвичайно високий опір корозії матеріалу 50 % (мас.) AlN - 50 % (мас.) SiC. Показано, що під час тривалого (до 240 год) окиснення вказаної кераміки у середовищі згоряння S- та Na-містких промислових палив (керосина та морського дизельного палива) за умов 1 200 - 1 300 <$E symbol Р>C поряд з мулітом в окалині (внаслідок взаємодії <$E beta>-кристобаліту з Al2O3 та газоподібними сполуками Na2O та NaOH) утворюється силікатне скло Na2SiO3 і NaAlSiO4 з малою в'язкістю. Разом з домішковим Fe2O3 та газоподібним Na2SO4 воно частково руйнує захисний мулітний шар й спричинює погіршення захисних властивостей окалини.

Досліджено корозійну стійкість композиційних матеріалів потрійної системи AlN - SiC - TiB2. Вони характеризуються високою корозійною стійкістю на повітрі до температур 1 500 <$E symbol Р>С завдяки тому, що в зовнішньому шарі окалини на поверхні зразків утворюються муліт та <$E beta>-тіаліт. За умов тривалої (до 200 год) витримки в газоподібних продуктах згоряння керосину та дизельного палива за присутності домішок морської солі за температур 900 і 1 000 <$E symbol Р>C жаростійкість цих матеріалів значно перевищує жаростійкість інших керамічних матеріалів, завдяки утворенню в окалині мулітної фази. До того ж кераміка AlN - SiC - TiB2 характеризується більш високою міцністю на вигин, ніж кераміка AlN - TiB2.

За допомогою методів диференційного термічного аналізу, термогравіметрії, рентгенофазового аналізу, електронної мікроскопії та оже-спектроскопії вивчено кінетику та механізм високотемпературного окиснення на повітрі (до 1 200 <$E symbol Р>С) інтерметалідів системи титан - алюміній (<$E gamma>-TiAl, TiAl3 і <$E alpha sub 2>-Ti3Al). Установлено, що підвищенню корозійної стійкості вказаних інтерметалідів сприяє утворення у поверхневій плівці <$E beta>-тіаліту (Al2TiO5) внаслідок твердофазної реакції між TiO2 (рутилом) та <$E alpha>-Al2O3 за 1 100 - 1 200 <$E symbol Р>С. Виявлено суттєве збільшення стійкості TiAl3 до високотемпературного окиснення (аж до 1 400 <$E symbol Р>С) внаслідок попереднього окиснення та ступеневої термообробки за більш низької температури. Зазначено доцільність використання інтерметалідів <$E gamma>-TiAl і TiAl3 як конструкційних матеріалів за температур до 1 100 <$E symbol Р>С.

За допомогою методів потенціодинамічних поляризаційних кривих, рентгенофазового аналізу, оже-електронної спектроскопії та сканувальної електронної мікроскопії вивчено механізми електролітичної корозії інтерметалідів <$E gamma>-TiAl, TiAl3 та <$E alpha sub 2~-~roman {Ti sub 3 Al}> у 3 %-ному розчині NaCl iз домішкою MgSO4 у порівнянні з корозією чистих металів (Al, Ti). Показано порівняно високу корозійну стійкість інтерметалідів TiAl і Ti3Al завдяки захисній дії тонких плівок рутилу TiO2. Проте на відміну від чистого титану під час глибокої анодної поляризації (вище +0,15 В для TiAl та +0,7 В для Ti3Al) спостережено швидке розчинення вказаних інтерметалідів з переходом у розчин алюмінію та титану у вигляді <$E roman Al sup 3+> і <$E roman TiO sup 2+>. Кінцевими твердофазними продуктами анодного окиснення у цьому випадку є рутил, алюмінат магнію, а також титанати магнію та натрію. Поряд із чистим титаном інтерметаліди <$E gamma>-TiAl і <$E alpha sub 2~-~roman {Ti sub 3 Al}> як конструкційні матеріали можна рекомендувати для використання у морській воді.

Исследована стойкость к высокотемпературному окислению на воздухе композиционных материалов на основе диборида титана, плакированных никелем и медью. Показано, что плакирование медью не оказывает существенного влияния на процесс окисления композиционных материалов, а плакирование никелем приводит к повышению температуры начала их интенсивного окисления на 150 <$E symbol Р>C. Это позволяет рекомендовать композиционные материалы на основе диборида титана, плакированные никелем, для нанесения износо- и коррозионностойких газотермических покрытий.

Вивчено можливість підвищення стійкості молібдену до високотемпературної корозії. Показано, що "островкова" структура легованої поверхні значно підвищує корозійну стійкість молібдену, але повністю не захищає його від випарювання. Термодинамічним розрахунком зміни кількості активних центрів випарювання окалини МоО3, що утворюється, приблизно оцінено площу нелегованої поверхні електроіскрового покриття (~16 %).

Досліджено вплив електроіскрового легування (ЕІЛ) сталі 40Х електродним матеріалом AlN - ZrB2 - ZrSi2 на склад і структуру оброблюваної поверхні, стійкість до високотемпературної корозії на повітрі та анодне окиснення в 3 %- ному розчині NaCl, а також на триботехнічні характеристики сталі. Показано, що ЕІЛ значно підвищує корозійну стійкість сталі та на порядок зменшує знос. Встановлено механізми корозійної поведінки ЕІЛ-покриття на сталі 40Х. Головним фактором, який визначає сповільнення корозійного процесу, є наявність у покритті твердих розчинів Fe2O3 - Al2O3, легованих хромом.

Досліджено магнітні властивості (магнітну індукцію та коерцитивну силу) залізних порошків, плакованих нікелем та кобальтом внаслідок хімічного осадження з гіпофосфітних електролітів. Методами термогравіметрії, диференціального термічного (ДТА) та рентгенофазового аналізу детально досліджено кінетику і механізм високотемпературного (до 1200 <$E symbol Р>C) окиснення на повітрі вихідного залізного та плакованих порошків. Визначено фазовий склад оксидних плівок на зразках, відпалених за всіх температур піків на кривих ДТА. Показано можливості підвищення стійкості до високотемпературного окиснення залізних порошків, плакованих нікелем або кобальтом.

Показано, що порошки TiN з біохімічними середовищами практично не взаємодіють. За допомогою методу поляризаційних кривих, рентгенофазового та оже-спектроскопічного аналіз у поверхні електродів досліджено взаємодію нітриду титану та нержавіючої сталі 12Х18Н10Т з дистильованою водою, 3%-ним розчином NaCl, HCl і шлунковим соком. Виявлено високу корозійну стійкість обох матеріалів у Н2О (це характерно й для слини), однак за наявності солі та викидів шлункового соку зі стравоходу в порожнину рота корозійна стійкість сталі може зменшитись на кілька порядків у порівнянні з TiN. У випадку нітридотитанового електрода встановлено механізм захисної (поверхнево-активної) дії органічних реагентів, що містяться у біохімічних середовищах. Зазначено, що нержавіюча сталь розчиняється в шлунковому соці значно інтенсивніше, ніж у соляній кислоті з тим же значенням рН 2,0.

Проведено порівняльне вивчення покриттів, одержаних методами електроіскрового легування, лазерного газопорошкового наплавлення та магнетронного напилювання з використанням композиційного матеріалу AlN - ТiВ2. Доведено, що наявність в робочому середовищі кисню обумовлює окиснення нітриду алюмінію, а також появу в покриттях високотемпературних з'єднань у системі Тi - Аl - О. Під час електроіскрового та лазерного легувань на поверхні утворюються глобулярні ділянки за механізмом рідиннофазного спікання внаслідок масопереносу металевої складової з підкладки. Спікання композиційного прошарку магнетронного покриття здійснюється за механізмом твердофазної взаємодії. Дисперснозміцнена структура електроіскрових покриттів обумовлює їх високу зносостійкість, тоді як суцільність, висока дисперсність і гетерогенність структури магнетронних покриттів дозволяє рекомендувати їх для корозійного захисту.

Досліджено корозійні властивості кераміки TiCN, TiCN - AlN та (TiCN - AlN) - (Fe - Cr), а також індивідуальних компонентів TiN і ТіС у 3 %-ному розчині NaCl. Кінетику та механізм анодного розчинення вивчено за допомгою методів поляризаційних кривих, хімічного та рентгенофазового аналізів, оже-електронної спектроскопії, растрової електронної мікроскопії. Встановлено, що матеріали TiCN і TiCN - AlN є найбільш корозійностійкими, а присутність металевої зв'язки у карбонітриді титану дещо знижує корозійну стійкість кераміки. Запропонована кераміка характеризується значно більшою корозійною стійкістю, ніж конструкційні сталі.