Основные результаты научных исследований // 2017

Разработан и получен функционально-градиентный WC-Co твердый сплав, состоящий из двух слоев карбида вольфрама: ультрамелкозернистого (dср.зерен=0,3 мкм) и среднезернистого (dср.зерен = 2 мкм). При температуре спекания 1410°С концентрация кобальта в ультрамелкозернистом слое возрастает с 8% до 14%, что приводит к росту трещиностойкости сплава до 11.7 МПа?м с сохранением высокой твердлости 1690HV. Наибольшая трещиностойкость  достигается на границе слоев (15,5 МПа?м) с последующим снижением до 13,6 МПа?м в среднезернистом слое.

Публикации

1. Дворник М.И., Зайцев А.В. Изменение прочности, твердости и трещиностойкости при переходе от среднезернистого к ультрамелкозернистому твердому сплаву // Известия высших учебных заведений. порошковая металлургия и функциональные покрытия, 2017, №2, с. 39-46

Установлено, что на спектрах фотолюминисценции наночастиц диоксида церия, полученных методом лазерной абляции, в диапазоне длин волн 0,4-2 мкм наблюдаются пики, соответствующие различным типам поверхностных дефектов.

Ширина запрещенной зоны наночастиц CeO₂ составляет 3,3±0,05 эВ. Отжиг частиц при температурах свыше 550?C приводит к увеличению их размеров, снижению концентрации поверхностных кислородных вакансий и  способствует повышенной устойчивости фаз диоксида церия к температурным воздействиям.

Публикации

1. Пугачевский М.А.  Формирование структурных дефектов в наночастицах CeO2 при лазерной абляции // Письма в ЖТФ, 2017 – Т.43, вып.15, С.28-33.

Изучено влияние внешних воздействий, в том числе высокотемпературного нагрева, на структуру, фазовый состав и свойства электроискровых покрытий из интерметаллида Ti₃Al, модифицированного  5%–15% добавками карбида бора B₄C на титановом сплаве Ti₆Al₄V. Установлено, что с повышением температуры отжига свыше 700оС концентрация борида титана TiB в легированных слоях уменьшается с одновременным ростом концентрации  TiC. Термическая обработка способствует снижению коэффициента трения при сухом скольжении для всех покрытий. При этом повышенной износостойкостью обладают только покрытия Ti₃Al с  исходным содержанием добавки B4C  10 вес.% и выше

Публикации

1. Бурков А.А., Пячин С.А., Ершова Т.Б., Власова Н.М., Кириченко Е.А., Зайкова Е.Р. Модифицирование интерметаллидных Ti₃Al электроискровых покрытий карбидами бора, титана и вольфрама // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2017. Т. 14. № 2. С. 159-164.

Установлены технологические параметры получения мелкокристаллических электроискровых покрытий на основе карбида вольфрама с добавками карбида хрома. Показано, что при увеличении длительности разрядных импульсов с 20 до 80 мкс эффективность нанесения электроискровых WC-Co-Cr₃C₂ покрытий возрастает  с 1 до 9,8 10-3 см³/мин. Добавка 1-5 масс.% Cr₃C₂ в твердый сплав WC-8%Co позволяет повысить износостойкость электроискровых покрытий, полученных на его основе, более, чем в 4 раза

Публикации

1. S. Nikolenko, N. Syuia. Investigation of Coatings Produced by the Electrospark Machining Method of Steel 45 with Electrodes Based on Carbides of Tungsten and Titanium // Protection of metals and physical chemistry of surfaces. Vol. 53, No. 5, pp. 543–549

Методами квантово-механического моделирования исследовано влияние примесей на сдвиговое разрушение в интерметаллидном сплаве ?-TiAl в присутствии вольфрама и хрома. Рассмотрены энергетически более выгодные замещения атомов Ti атомами W и атомов Ti и Al атомами Cr в кристаллической решетке ?-TiAl. Моделирование сдвигов осуществлялось в плоскости скольжения (111) в двух направлениях – [110] и . Показано, что W и Cr снижают сопротивляемость сдвигу для систем скольжения {111}<110>

Публикации

1. Гниденко А.А.КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СДВИГОВОГО РАЗРУШЕНИЯ В ТИТАНЕ КАК НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ПРОЦЕССА ТРЕНИЯ ОДНОРОДНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ. // Computational nanotechnology. 2017. № 2. С. 107-113.

Изучена активность катализаторов шпинельного и перовскитного типов в реакциях восстановления оксидов азота до безвредных форм в зависимости от состава и структуры каталитических веществ. Установлено, что использование катализаторов со структурой шпинели (ZnMn₂O₄, CuMoO₄) и перовскита (ZnMnO₃), синтезированных методом пиролиза полимерно-солевых композиций, способствует снижению температурного диапазона каталитического окисления углерода в атмосфере NO₂ и O₂ по сравнению с горением в воздушной среде.Среди изученных композиций наибольшей активностью в реакции восстановления диоксида азота до N₂ (до 50%) в присутствии углерода обладает перовскит ZnMnO₃

Публикации

1. Кириченко Е.А., Чигрин П.Г. Перспективные катализаторы окисления сажевых частиц, полученные растворными методами // Материалы III Всероссийской молодежной научной конференции с международным участием «Экологобезопасные и ресурсосберегающие технологии и материалы», 18-20 мая 2017 г., Улан-Удэ, С. 206-207)

Выявлено влияние катионных и анионных добавок в висмутатные системы Bi₂O₃/MeO на их ширину запрещенной зоны и фотокаталитическую активность в видимом и ультрафиолетовом диапазонах спектра. Установлено, что наибольшей фотокаталитической активностью в реакции разложения метилена синего обладает соединение SrBi₄O₇/(BiO)₂СО₃, синтезированное при 600-650°С, благодаря эффективному разделению электронно-дырочных пар в широкозонном (Eg = 3,63 эВ) полупроводнике (BiO)₂СО₃ и интенсивному оптическому поглощению в видимой части спектра висмутата SrBi₄O₇ с шириной запрещенной зоны Eg = 2,75 эВ.

Публикации

1. Shtarev D.S., Shtareva A.V., Blokh A.I., Goncharova P.S., Makarevich K.S. On the question of the optimal concentration of benzoquinone when it is used as a radical scavenger // Applied Physics A: Materials Science & Processing. 2017. V. 123. № 9. P. 602-615.

Установлено, что при  изотермическом  нагреве образцов из стали 30 с электроискровыми покрытиями из NiAl сплавов, легированных Cr, Mo, W, наибольшее сопротивление высокотемпературной коррозии обеспечивает покрытие из сплава NiAl-Cr-Mo-W. Микроструктура данного покрытия характерезуется мелкодисперсным строением и распределением фаз из легирующих элементов по границам зерен, что затрудняет диффузию кислорода в стальную подложку.

Публикации

1. Гостищев В.В., Астапов И.А., Химухин С.Н. Экзотермический синтез литых сплавов алюминида никеля с карбидом вольфрама и молибдена // Неорганические материалы, 2017, том 53, №2 , С. 145-148.

Показано, что спекание интерметаллидных сплавов 3Ti-Al с добавками Si+10 масс.% С (или 5 масс.% SiС) при температуре 1000-1300?С приводит к образованию композиционного материала, содержащего МАХ-фазу Ti₂AlC и упрочняющую фазу TiС. В случае использования в качестве добавки SiС,основной фазой является  интерметаллид Ti₃Al, упрочненный карбидом  и карбидонитридом  титана. При температуре спекания 1300?С и выше образуется композиционный материал повышенной прочности, содержащий карбидосилицид титана Ti₅Si₃C_x, концентрация которого увеличивается с повышением температуры

Публикации

1. Астапов И.А. Получение керамических материалов, содержащих МАХ-фазы, из отходов титановых и интерметаллидных сплавов и исследование их свойств // Заготовительные производства в машиностроении. 2017. №7. С. 319-324.