Представлен обзор методов получения керамико-металлических композиционных материалов (керметов) на основе карбида титана и железа, которые называются также карбидосталями и ферротикарами. Показано, что традиционные методы порошковой металлургии и литейной технологии являются длительными и энергоемкими. Представлены полученные ранее результаты применения процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза для получения керметов TiC–Fe и Al2O3–TiC–Fe как из элементных порошков, так и из оксидных с алюминотермическим восстановлением. Более подробно изложены собственные результаты по сопряжению реакций СВС карбида титана и восстановления железа из оксида как алюминием (алюминотермическое восстановление), так и углеродом (карбо­термическое восстановление). Показано, что в случае алюминотермического восстановления в качестве шихты (Ti + C) + x(Fe2O3 + 2Al) необходимо использовать смесь отдельно приготовленных из исходных порошков термитных (Fe2O3 + 2Al) и карбидных (Ti + C) гранул, в случае же карботермического восстановления нет необходимости прибегать к гранулированию шихты из единой смеси порошков (Ti + C) + x(Fe2O3 + 3C). Горение указанных СВС-шихт в простейшем реакторе открытого типа в воздушной атмосфере протекает спокойно, без выбросов исходных веществ и продуктов СВС. Продукты горения представляют собой высокопористые легкоразмольные спеки порошков керметов Fe(Al)–Fe3Al–Al2O3–TiC или TiC–Fe. Представленные способы применения сопряженного процесса СВС отличаются энергосбережением, простотой технологии и оборудования, дешевыми исходными компонентами, хорошими свойствами синтезируемых порошков керметов, что определяет перспективность организации их конкурентоспособного промышленного производства для применения в качестве абразивных материалов, износостойких покрытий, исходных порошков для получения компактных износостойких изделий и заготовок методами порошковой металлургии.

Ключевые слова: керметы, карбидостали, ферротикары, TiC–Fe, порошок, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, синтез горением, алюминотермическое восстановление, карботермическое восстановление, структура продуктов горения, фазовый состав.

Амосов Александр Петрович (Самара, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой металловедения, порошковой металлургии, наноматериалов Самарского государственного технического университета; e-mail: egundor@yandex.ru.

Самборук Анатолий Романович (Самара, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры металловедения, порошковой металлургии, наноматериалов Самарского государственного технического университета; e-mail: samboruk55@ mail.ru.

Яценко Игорь Владимирович (Самара, Россия) – научный сотрудник кафедры металловедения, порош­ковой металлургии, наноматериалов Самарского госу­дарственного технического университета; e-mail: igor_yxxx@inbox.ru.

Яценко Владимир Владимирович (Самара, Россия) – кандидат технических наук, научный сотрудник кафедры металловедения, порошковой металлургии, наноматериалов Самарского государственного технического университета; e-mail: vladimir.yatsenko@inbox.ru.

1. Кипарисов С.С., Левинский Ю.В., Петров А.П. Карбид титана: получение, свойства, применение. – М.: Металлургия, 1987. – 216 с.

2. Review of TiC reinforced steel composites / K.I. Pa­rashivamurthy, R.K. Kumar, S. Seetharamu, M.N. Chand­­rasekharaiah // J. of Mater. Sci. – 2001. – vol. 36. –
Р. 4519–4530.

3. Solidification microstructure of in-situ laser-synthesized Fe-TiC hard coating / A. Khalili, M. Goodarzi, M. Mojtahedi, M.J. Torkamany // Surf. and Coat. Techn. – 2016. – vol. 307A. – Р. 747–752.

4. Das K., Bandhopadhyay T.K., Das S. A review on the various synthesis routes of TiC reinforced ferrous
based composites // J. of Mater. Sci. – 2002. – vol. 37. – Р. 3881–3892.

5. Jing W., Yisan W. In-situ production of Fe–TiC composite // Mater. Lett. – 2007. – vol. 61. – Р. 4393–4395.

6. Kim J.M., Park J.S., Yun H.S. Microstructure
and properties of TiC nanoparticle-reinforced iron-matrix composites // Strength of Mater. – 2014. – № 2. –
Р. 177–182.

7. Reaction mechanisms of the TiC/Fe composite fabricated by exothermic dispersion from Fe–Ti–C element system / H. Zhu, K. Dong, H. Wang, J. Huang, J. Li, Z. Xie // Powder Techn. – 2013. – vol. 246. – Р. 456–461.

8. In-situ synthesis of TiC/Fe alloy composites with high strength and hardness by reactive sintering / J. Lee, D. Lee, M.H. Song, W. Rhee, H.J. Ryu, S.H. Hong // J. of Mater. Sci. & Tech­n.  – URL: https://doi.org/10.1016/j.jmst.2017.03.006 (accessed 6 March 2017).

9. Rapid fabrication of in situ TiC particulates reinforced Fe-based composites by spark plasma sintering / B. Li, Y. Liu, H. Cao, L. He, J. Li // Mater. Lett. – 2009. – vol. 63. – P. 2010–2012.

10. Kattamis T.Z., Suganuma T. Solidification processing and tribological behavior of particulate TiC-ferrous matrix composites // Mater. Sci. and Eng. – 1990. – vol. A128. – Р. 241–252.

11. Terry B.S., Chinyamakobvu O.S. In situ production of Fe–TiC composite by reactions in liquid iron alloys // J. of Mater. Sci. Lett. – 1991. – vol. 10. – Р. 628–629.

12. Popov A.A., Gasik M.M. Rapidly solidified
Fe–TiC composites: thermodynamics and the peculiarities of microstructure formation in situ // Scripta Materialia. –
1996. – vol. 35. – Р. 629–634.

13. The effect of production method on properties of Fe–TiC composite / M. Razavi, M.S. Yagh­maee, M.R. Rahimipour, S.S. Razavi-Tousi // Int. J. of Mineral Proc. – 2010. – vol. 94, no. 3–4. – Р. 97–100.

14. Terry B.S., Chinyamakobvu O.S. Carbothermic reduction of ilmenite and rutile as means of
production of iron based Ti(O,C) metal matrix compo­sites // Mater. Sci. and Techn. – 1991. – vol. 7. – Р. 842–848.

15. Chen Y. Ball milling assisted low temperature formation of iron-TiC composite // Scripta Materialia. – 1997. – vol. 36. – Р. 989–993.

16. Mechanochemical synthesis of Fe–TiC composite from Egyptian ilmenite ore / M.H. El-Sadek, M.B. Morsi, K. El-Barawy, H.A. El-Didamony // Int. J. of Mineral
Proс. – 2013. – vol. 120. – Р. 39–42.

17. Chrysanthou A. Self-propagating high-tem­pe­rature synthesis of iron- and copper-matrix cermets // Adv. in Sci. and Techn. – 2010. – vol. 63. – Р. 273–281.

18. Дядько Е.Г. Самораспространяющийся вы­соко­температурный синтез композиционных материалов на основе карбида титана и оксида алюминия для абразивной и магнитно-абразивной обработки: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.16.06 / Ин-т проблем материаловедения им. И.Н. Францевича. – Киев, 1988. – 19 с.

19. Characteristics of combustion synthesis of TiC and Fe–TiC сomposites / A. Saidi, A. Chrysanthou, J.V. Wood, J.L.F. Kellie // J. of Mater. Sci. – 1994. – vol. 29. –
Р. 4993–4998.

20. Preparation of Fe–TiC composites by the thermal explosion mode of combustion synthesis / A. Saidi, A. Chrysanthou, J.V. Wood, J.L.F. Kellie // Ceram. Int. – 1997. – vol. 23. – Р. 185–189.

21. Study on the synthesis and structural characterization of the cermets TiC/Fe by self-propagating high-temperature and by thermal explosion / B. Bendjemil, K. Zemmour, M. Guerioune, A. Gunth, A. Leonhardt, P. Langlois, D. Vrel // Int. J. of Self-propagating High-temperature Synthesis. – 2006. – Vol. 15, № 1. – Р. 85–98.

22. Self-propagating combustion synthesis and plasma spraying deposition of TiC–Fe powders / R. Licheri, R. Orru, G. Cao, A. Crippa, R. Scholz // Ceram. Int. – 2003. – vol. 29. – Р. 519–526.

23. Khoshhal R., Soltanieh M., Boutorabi M.A. Formation mechanism and synthesis of Fe–TiC/Al2O3 composite by ilmenite, aluminum and graphite // Int. J. of Refract. Metals and Hard Mater. – 2014. – vol. 45. – Р. 53–57.

24. Persson P., Jarfors A.E.W., Savage S. Self-propagating high-temperature synthesis and liquid-phase sintering of TiC/Fe composites // J. of Mater. Proc. Techn. – 2002. – vol. 127, № 2. – Р. 131–139.

25. In situ TiC-reinforced austenitic steel composite by self-propagating high temperature synthesis / D.S. Gowtam, M. Ziyauddin, M. Mohape, S.S. Sontakke, V.P. Desh­mukh, A.K. Shah // Int. J. of Self-propagating High-tem­pe­rature Synthesis. – 2007. – vol. 16, № 2. – Р. 70–78.

26. Effect of batch pelletizing on a course of SHS
reactions: an overwiew / A.P. Amosov, A.G. Ma­karenko, A.R. Samboruk, B.S. Seplyarskii, A.A. Samboruk, I.O. Ge­ra­simov, A.V. Orlov, V.V. Yatsenko // Int. J. of Self-propagating High-temperature Synthesis. – 2010. – vol. 19, № 1. – Р. 70–77.

27. Яценко В.В. Горение гранулированной железоалюминиевой термитной смеси при получении железа и его композита с карбидом титана: автореф. дис. … канд. техн. наук: 01.04.17 / Самар. гос. техн. ун-т. – Самара, 2011. – 19 с.

28. Fabrication of composite powders based on titanium carbide and iron by SHS with reducing stage / A.P. Amosov, A.R. Samboruk, I.V. Yatsenko, V.V. Yat­senko // XIII Int. Symp. on Self-propagating High-Temperature Synthesis, October 12–15 2015, Antalya, Turkey. – Antalya: Abstract Book, 2015. – Р. 95–96.

29. Яценко И.В., Самборук А.Р., Кузнец Е.А. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез гранул композита FeAl–Fe3Al–Al2O3–TiC // Вестник Самарского государственного технического университета. – 2017. – № 1(53). – С. 165–173.

30. Яценко И.В. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез керамико-металли­че­ских композиционных порошков на основе карбида титана и железа: автореф. дис. … канд. техн. наук: 01.04.17 / Самар. гос. техн. ун-т. – Самара, 2017. – 16 с.

31. Fe reduction by carbon during self-propagating high-temperature synthesis of Fe–TiC composite / I.V. Yatsenko, V.V., Yatsenko, A.P. Amosov, A.R. Samboruk // Key Eng. Mater. – 2016. – vol. 685. – Р. 768–771.

Объектом исследования являются порошковые стали с разными формами углерода. Целью работы было изучение возможностей получения порошковых сталей с повышенными эксплуатационными и механическими свойствами путем использования различных углеродных компонентов в порошковой шихте.

Рассмотрены свойства и структура порошковых сталей с различной природой углерода – коллоидный и терморасширеннный графиты, углеродные нанотрубки. Стали получали двумя способами: 1) прессованием в пресс-форме при давлении 600 МПа с последующим спеканием в вакууме при 1000 °С 2 ч, 2) искровым плазменным спеканием при 950 °С 5 мин, под давлением 30 МПа. Порошки графитов вводили в количестве 1 мас. %, порошок таунита – 0,3 мас. %. Структуру и свойства исследовали стандартными для порошковых сталей методами. С помощью рентгенофазового, микродюрометрического анализа, оптической микроскопии, рамановской спектроскопии исследованы микроструктура, размеры зерен, микротвердость; определены твердость, прочность, коэффициент трения. Установлено, что при добавлении углеродных порошков различной модификации после спекания формируется различный структурно-фазовый состав с перлитной основой, который оказывает влияние на физико-механические и триботехнические свойства. Показано, что искровое плазменное спекание обеспечивает формирование практически беспористой структуры порошковых сталей и более высокий уровень физико-механических свойств по сравнению со спеканием без приложения давления. Установлено, что короткое время изотермической выдержки при искровом плазменном спекании способствует формированию аномальной микроструктуры, содержащей в свободном виде некоторое количество углеродных нанотрубок, которые улучшают триботехнические характеристики сталей.

Ключевые слова: порошковая металлургия, сталь, углерод, коллоидный графит, терморасширенный графит, углеродные нанотрубки, плазменно-искровое спекание, структура, прочность, износостойкость.

Оглезнева Светлана Аркадьевна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; е-mail: osa@pm.pstu.ac.ru.

Куликова Анна Александровна (Пермь, Россия) – магистр кафедры материалов, технологий и конст­руирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; е-mail: osa@pm.pstu.ac.ru.

Гревнов Лев Михайлович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, инженер кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; е-mail: detali@pm.pstu.ac.ru.

Оглезнев Никита Дмитриевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; е-mail: fastrex@mail.ru.

1. Ильющенко А.Ф., Савич В.В. Современное состояние порошковой металлургии в Западной Европе: тенденции и перспективы // Порошковая металлургия: респ. межвед. сб. науч. тр. – Минск: Беларуская навука, 2015. – № 38. – С. 7–17.

2. Еремеева Ж.В. Влияние природы углеродных материалов на структуру и свойства порошковых сталей: автореф. дис. … д-ра техн. наук. – М., 2010. – 47 с.

3. Dorofeev Y.G., Dorofeev V.Y., Kochkarova K.S. Fatigue strength of microalloyed hot-deformed powder steels // Metallurgist. – 2015. – Vol. 58, № 11, 12. – С. 1032–1037.

4. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. – М.: Логос, 2000. – 272 с.

5. Structure and properties of Fe–6.67% C alloy obtained by mechanical alloying. Nowosielski Ryszard,
Pilarczyk Wirginia // J. Mater. Proc. Techn. – 2005. – Vol. 162–163. – С. 373–378.

6. Initial stage of mechanical alloy ingin the Fe–C system / E.P. Yelsukov, G.A. Dorofeev, A.V. Zagainov, N.F.  Vidanova, A.N. Maratkanova // Mater. Sci. Eng. – 2004. – A369. – Р. 16–22.

7. Microstructure characterization of bulk nanocrystalline Fe–0.8C alloy produced by mechanical milling and spark plasmasintering / K. Oh-ishi, H.W. Zhang, T. Ohkubo, K. Hono // Mater. Sci. and Eng. – 2007. – A 456. – Р. 20–27.

8. Формы существования углерода. Их получение и применение: учеб. пособие / С.А. Оглезнева, Л.М. Грев­нов, И.В. Жигалова, Н.А. Легостаева, А.Г. Щурик / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2003. – 88 с.

9. Металлические порошки и порошковые материалы: справ. / Б.Н. Бабич, Е.В. Вершинина, В.А. Глебов [и др.]; под ред. Ю.В. Левинского. – М.: ЭКОМЕТ,
2005. – 520 с.

10. Влияние формы графита на процессы фазообразования и свойства чугунов, подвергнутых ионной имплантации / Е.В. Васильева, О.Ю. Усанова, Б.Ш Эль-Бекай, Е.В. Лукьяненко // Металлы. – 1996. – № 5. – С. 128–134.

11. Ермаков С.С., Вязников Н.Ф. Порошковые стали и изделия. – Л.: Машиностроение, 1990. – 320 c.

12. Белова М.Ю. От «черного мела» к упрочнениям из ТРГ // Арматуростроение. – 2008. – № 1(52). – С. 42–49.

13. Композиционные наноматериалы на основе интеркалированного графита: учеб. пособие / Н.Е. Сорокина, В.В. Авдеев, А.С. Тихомиров, М.А. Лутфуллин, М.И. Саидаминов. – М.: Изд-во МГУ, 2010. – 50 с.

14. Мищенко С.В., Ткачев А.Г. Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение. – М.: Машиностроение, 2008. – 320 с.

15. Алексеев А.В., Предтеченский М.Р. Алюминиевая фольга, упрочненная углеродными нанотрубками // Вестник Новосиб. гос. ун-та. Физика. – 2014. – Т. 9, вып. 2. – С. 167–172.

16. Structure and characteristics of functional powder composite materials obtained by spark plasma sintering / S.A. Oglezneva, M.N. Kachenyuk, V.B. Kulmeteva, N.D. Ogleznev // Mater. Sci. and Eng. – 2017. – Vol. 218. – URL: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/ 218/1/012014. doi: https://www.doi.org/10.1088/1757-99X/ 218/1/ 012014

17. Получение, микроструктура и микротвердость армированных углеродными нанотрубками медных композитов / Р.Х. Хисамов, К.С. Назаров, Л.Р. Зубаиров, А.А. Назаров, Р.Р. Мулюков, И.М. Сафаров, С.Н. Сергеев, И.И. Мусабиров, Д.Д.  Фуонг, П.В. Чин, Н.В. Луан, П.Н. Мин, Н.К. Хуан // Физика твердого тела. – 2015. – Т. 57, № 1. – С. 37–42.

18. Колокольцев С.Н. Углеродные материалы. Свойства, технологии, применения: учеб. пособие для вузов. – Долгопрудный: Интеллект, 2012. – 295 с.

19. Эффекты мощного ультразвукового воздействия на структуру и свойства наноматериалов: учеб. пособие / О.Л. Хасанов, Э.С. Двилис, В.В. Полисадова, А.П. Зыкова. – Томск: Изд-во Том. политехн. ун-та, 2008. – 149 с.

20. Structure and properties of “Nickel alumini­de – Nickel” composite materials obtaned by SPS method /
L.I. Shevtsova, V.I. Mali, A.G. Anisimov, M.A. Korchagin, V.S. Lozhkin // Int. Conf. on Funct. Mater. for Frontier Energy Iss. Abstracts & Program / eds V.R. Belosludov, R.K. Zhdanov. – 2015. – P. 60.

21. Синтез пучков многостенных углеродных нанотрубок на катализаторе FeCoMo/Al2O3 / А.Г. Ткачев, А.В. Мележик, М.А. Смыков [и др.] // Химическая технология. – 2010. – Т. 11, № 12. – С. 725–732.

22. Бискэ Н.С., Колодей В.А. Спектроскопия комбинационного рассеяния графита из месторождений и рудопроявлений Приладожья // Геология и полезные ископаемые Карелии. – 2014. – № 17. – С. 103–109.

23. Ado Jorio. International scholarly research
network // ISRN Nanotechnology. – 2012. – Р. 16. doi: 10.5402/2012/234216

Показана возможность использования селективного лазерного спекания для получения градиентных пористых и компактно-пористых порошковых структур путем поверхностного оплавления частиц порошка при сохранении твердого ядра. С целью изучения кинетики контактообразования предложено под минимальным значением энергии одиночного импульса лазерного излучения понимать значение, при котором обеспечивается получение некоторого структурного элемента диаметром, равным диаметру фокального пятна лазерного луча, и толщиной, равной среднему диаметру частицы порошка. Исследовано распределение температуры на поверхности структурного элемента из порошка титана марки ВТ1-0 фракционных составов (–0,315 + 0,2) и (–0,4 + 0,315) мм при воздействии одиночного импульса лазерного излучения различной мощности и длительности. Показано, что частицы порошка в центральной зоне фокального пятна разогреваются до значений температуры 1900–2000 К, в то время как частицы, находящиеся вне этой зоны, нагреваются до значений температуры всего 900–1000 К и не участвуют в процессе контактообразования. Установлены диапазоны технологических режимов СЛС, при которых происходит устойчивое контактообразование частиц порошка титана исследуемых фракционных составов. Экспериментально показана возможность формирования градиентных пористых и компактно-пористых порошковых структур путем управления параметрами импульсного лазерного воздействия. Установлено, что точное дозирование энергии и количества импульсов лазерного излучения позволяет обеспечить минимальную усадку слоев порошка при отсутствии конгломерации частиц, управлять структурными характеристиками и свойствами изделий, сохранять микроструктуру и фазовый состав исходных материалов. Технология позволяет обеспечить внутрислойное и межслойное спекание порошков разного фракционного состава с заданным градиентом структуры при минимальных нарушениях исходной геометрии частиц.

Ключевые слова: порошок, титан, градиент, температура, импульс, лазер, излучение, отражение, мощность излучения, фокальное пятно.

Минько Дмитрий Вацлавович (Минск, Республика Беларусь) – кандидат технических наук, доцент кафедры машин и технологии обработки металлов давлением Белорусского национального технического университета; e-mail: dminko@bntu.by.

1. Koizumi M. The concept of FGM // Ceramic Trans. – 1993. – Vol. 34. – Р. 3–11.
2. Niino M., Hirai T., Watanabe R. The functionally gradient materials // J. Jpn. Soc. Compos. Mater. – 1987. – Vol. 13. – Р. 257–264.
3. Kieback B., Neubrand A., Riedek H. Processing techniques for functionally graded materials // Mater. Sci. Eng. – 2003. – Vol. A362. – Р. 81–105.
4. Deckard C.R., Beaman J.J. Recent advances in selective laser sintering // Proc. of the 14th Conf. on Prod. Research and Techn. – Michigan, 1987. – Р. 447–451.
5. Meteinick J. The technology of rapid prototyping // Innovation Summer. – 1992. – Р. 30–32.
6. Fischer P. Sintering of commercially pure titanium powder with a Nd:YAG laser source // Acta Mater. – 2003. – Vol. 51. – P. 1651–1662.
7. Hanninen J. Direct metal laser sintering // Adv. Mater. & Proc. – 2002. – Vol. 160(5). – P. 33–36.
8. Yap C.Y. Review of selective laser melting: materials and applications // Appl. Phys. Rew. – 2015. – Vol. 2. – Р. 041101. – URL: https://doi.org/10.1063/1.4935926 (accessed 30 October 2018).
9. Additive manufacturing of metals / D. Herzog, V. Seyda, E. Wycisk, C. Emmelmann  // Acta Mater. – 2016. – Vol. 117. – P. 371–392.
10. Fabrication of Metallic Porous Media by Semisolid Processing Using Laser Irradiation / Н. Yasuda, I. Ohnako, H. Kaziura, Y. Nishivaki // Mater. Transact. – 2001. – Vol. 42(2). – P. 309–315.
11. Dilip J.J.S. Influence of processing parameters on the evolution of melt pool, porosity, and microstructures in Ti–6Al–4V alloy parts fabricated by selective laser melting // Progress in Add. Manuf. – 2017. – Vol. 2. – P. 157–167.
12. Fischer P. Microstructure of near-infrared pulsed laser sintered titanium samples // Appl. Phys. – 2004. – Vol. A78. – P. 1219–1227.
13. New technology of selective laser sintering / K.E. Belyavin, D.V. Minko, Yu.A. Chivel, V.K. Pavlenko // EURO PM2005 Cong. and Exhib. Proc., 2–5 October 2005, Prague, Czech Republic. – 2005. – vol. 2. – P. 171–176.
14. Установка порошковой лазерной стереолитографии: пат.  2299787 Рос. Федерация / Белявин К.Е., Минько Д.В., Кузнечик О.О., Чивель Ю.А., Павленко В.К. Опубл. 27.05.2007. Бюл. № 5.
15. Установка порошковой лазерной стереолитографии и области ее применения / К.Е. Белявин, Д.В. Минько, Ю.А. Чивель, В.К. Павленко // Порошковая металлургия / НАН Беларуси. – Минск, 2007. – Вып. 30. – С. 35–43.
16. Sintering of commercially pure titanium powder with a Nd:YAG laser source / P. Fischer, V. Romano, H.P. Weber, N.P. Karapatis, E. Boillat, R. Glardon // Acta Mater. – 2003. – Vol. 51. – P. 1651–1662.
17. Investigation of influence of Pulse-periodical laser radiation power on stability of liquid-metal contacts between powder Particles during selective laser sintering / K.E. Be­lyavin, D.V. Minko, R.P. Bykov, O.O. Kuznechik // Extended Abstracts of 2006 Powder Metal. World Cong., 24–28 Septembe 2006, BEXCO, Busan, Korea. – 2006. – part 1. – P. 518–519.
18. Исследование влияния мощности импульсно-периодического лазерного излучения на устойчивость жидкометаллических контактов между частицами порошка при селективном лазерном спекании / К.Е. Белявин, Д.В. Минько, Р.П. Быков, О.О. Кузнечик //  Порошковая металлургия / НАН Беларуси. – Минск, 2006. – Вып. 29. – С. 268–272.
19. Solid-state laser fusion of spherical titanium powders / K.E. Belyavin, D.V. Minko, O.O. Kuznechik, R.P. By­kov, D.A. Zatyagin // Powder Metal. and Metal Ce­ramics. – 2008. – Vol. 47(7–8). – P. 500–505.
20. Колачев Б.А., Габидуллин Р.М., Пигузов Ю.В. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов: учеб. пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1980. – 280 с.

Посвящена актуальной на сегодняшний день проблеме диагностики критических узлов современных промышленных предприятий.

В нефтегазодобывающей, перерабатывающей и химической промышленности герметичность разъемных соединений является важным условием работоспособности оборудования. В настоящее время для обеспечения герметичности разъемных соединений широко применяются уплотнения из упруговязких материалов, в том числе из терморасширенного графита, описанного в данной статье. Своевременная диагностика состояния разъемных соединений позволяет увеличить межремонтный период оборудования.

Предложено техническое решение для контроля состояния разъемных соединений в процессе эксплуатации на базе оптоволоконных технологий. Работа носит междисциплинарный характер, содержит сведения из материаловедения и интегральной оптики.

Раскрывается конструкция уплотнения из терморасширенного графита с внедренными волоконно-оптическими датчиками. Определены информативные параметры эксперимента, позволяющие качественно отследить состояние разъемного соединения. Установлены технические характеристики интегрируемых волоконных брэгговских решеток, которые позволяют использовать их в данном эксперименте без потери сигнала, прошедшего через оптоволокно. Прокладка подвергалась обжатию на специализированном стенде до 150–400–750 Н·м. После чего в систему подавалось давление от 0 до 40 МПа с шагом 10 МПа для оценки герметичности системы. Рассмотрены зависимости выбранных информативных параметров от внешних нагрузок (момент затяжки и давление в системе). Соотнесены теоретические выкладки по напряженно-деформированному состоянию уплотнения с данными волоконно-оптических датчиков во время обтяжки и подачи давления.

Экспериментально доказана работоспособность разработанного технического решения для диагностики состояния уплотнения.

Ключевые слова: терморасширенный графит, уплотнение, фланцевое соединение, волоконно-оптические датчики, волоконные брэгговские решетки, спектр, анализатор сигналов, мониторинг, герметичность, давление.

Исаев Олег Юрьевич (Пермь, Россия) – генеральный директор ООО «Силур»; e‑mail: isaev@sealur.ru.

Смирнов Дмитрий Вениаминович (Пермь, Россия) – второй заместитель генерального директора ООО «Силур»; e‑mail: smirnov@sealur.ru.

Пономарев Анатолий Александрович (Пермь, Россия) – инженер-технолог ООО «Силур», аспирант кафедры инновационных технологий машиностроения Пермского национального исследовательского политехнического университета; e‑mail: ponomarev@sealur.ru.

Каменева Анна Львовна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры инновационных технологий машиностроения, заместитель заведующего базовой кафедрой специального машиностроения Пермского национального исследовательского политехнического университета; e‑mail: annkam789@ mail.ru.

Шелемба Иван Сергеевич (Пермь, Россия) – первый заместитель генерального директора – Главный конструктор ООО «Инверсия-Сенсор»; e‑mail: shelemba@i-sensor.ru.

Оглезнев Андрей Алексеевич (Пермь, Россия) – технический директор ООО «Инверсия-Сенсор»; e‑mail: ogleznev@i-sensor.ru.

Юдин Роман Сергеевич (Пермь, Россия) – инженер-технолог второй категории ООО «Инверсия-Сен­сор»; e‑mail: yudin@i-sensor.ru.

1. Модифицированные уплотнения из терморасширенного графита / М.Ю. Белова, И.А. Малкова, Т.М. Кузинова [и др.] // Арматуростроение. – 2006. – № 3. – С. 67–71.
2. Волоконно-оптические технологии, устройства, датчики и системы / Ю.В. Гуляев, С.А. Никитов [и др.] // Фотон-экспресс. – 2005. – № 6. – С. 114–127.
3. Бусурин В.И., Носов Ю.Р. Волоконно-опти­че­ские датчики: физические основы, вопросы расчета и применения. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.
4. Волоконно-оптические датчики / Т. Окоси, К. Ока­мото, М. Оцу, Х. Исихара, К. Коома, К. Хаттэ. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. – 256 с.
5. Возможности, задачи и перспективы волоконно-оптических измерительных систем в современном приборостроении / В.Б. Гармаш, Ф.А. Егоров  [и др.] // Фотон-экспресс. – 2005. – № 6. – С. 128–140.
6. Шишкин В.В., Гранев И.В., Шелемба И.С. Отечественный опыт производства и применения волоконно-оптических датчиков // Прикладная фотоника. – 2016. – Т. 3, № 1. – С. 61–75.
7. Фитисова Н.Е., Зеленская К.М. Развитие оптоволоконных технологий в России // Евразийский научный журнал. – 2015. – № 12. – С. 373–374.
8. Волоконно-оптические датчики: вводный курс для инженеров и научных работников / под ред. Э. Удда. – М.: Техносфера, 2008. – 520 с.
9. Fiber grating sensors / A.D. Kersey [et al.]  // J. of lightwave techn. – 1997. – Vol. 15, № 8. – Р. 1442–1463.
10. Бабин C.А., Власов А.А., Шелемба И.С. Волоконно-оптические сенсоры на основе брэгговских решеток // Химия высоких энергий. – 2008. – Т. 42, № 4. – С. 35–37.
11. Structural health monitoring system of soccer arena based on optical sensors / V.V. Shishkin, A.E. Churin, D.S. Kharenko, M.A. Zheleznova, I.S. Shelemba // Proc. SPIE 9157, 23rd Int. Conf. on Optical Fibre Sensors, 2 June 2014. – 2014. – 9157D3. doi: 10.1117/12.2071269
12. Overview of fiber optic sensor technologies for strain/temperature sensing applications in composite mate­rials / M. Ramakrishnan [et al.] // Sensors. – 2016. – Vol. 16, № 1. – С. 99.
13. Di Sante R. Fibre optic sensors for structural health monitoring of aircraft composite structures: Recent advances and applications // Sensors. – 2015. – Vol. 15, № 8. – P. 18666–18713.
14.  Fiber Bragg grating sensors toward structural health monitoring in composite materials: Challenges and solutions / D. Kinet [et al.] // Sensors. – 2014. – Vol. 14, № 4. – P. 7394–7419.
15. An Investigation of the use of embedded fbg sensors to measure temperature and strain inside a concrete beam during the curing period and strain measurements under operational loading / C. Fernando  [et al.] // Procedia Eng. – 2017. – Vol. 188. – P. 393–399.
16. Proof of concept for temperature and strain measurements with fiber bragg gratings embedded in supercontainers designed for nuclear waste storage / D. Kinet  [et al.] // IEEE Trans. on Nucl. Sci. – 2016. – Vol. 63, № 3. – P. 1955–1962.
17. Bidirectional soft silicone curvature sensor based on off-centered embedded fiber bragg grating / J. Ge [et al.] // IEEE Photonics Techn. Lett. – 2016. – Vol. 28, № 20. – P. 2237–2240.
18. Zhu Z., Xiao Q. Research on the ultrasonic welding of titanium alloy after embedding fiber bragg grating sensor // Trans. on Intell. Weld. Manuf. – Singapore: Springer, 2018. – P. 91–102.
19. Study on embedding fiber Bragg grating sensor into the 3D printing structure for health monitoring /  R. Li [et al.] // Optical Communication, Optical Fiber Sensors, and Optical Memories for Big Data Storage. – Int. Soc. for Optics and Photonics. – 2016. – Vol. 10158. – P. 101581K.
20. Minakuchi S., Okabe Y., Takeda N. Real-time detection of debonding between honeycomb core and facesheet using a small-diameter FBG sensor embedded in adhesive layer // J. of Sandwich Struct. & Mater. – 2007. – Vol. 9, № 1. – P. 9–33.
21. Зирдеслебен У. Деформационные характеристики уплотнительных прокладок: дис. … канд. техн. наук / Моск. ин-т хим. машиностроения. – М., 1989. – 171 с.
22. Божко Г.В. Разъемные герметичные соединения // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2010. – Т. 16, № 2. – С. 404–420.
23. Продан В.Д. Герметичность разъемных соединений оборудования, эксплуатируемого под давлением рабочей среды. – Тамбов: Изд-во Тамбов. гос. техн. ун-та, 2012. – 280 с.

Изучается механизм ударно-абразивного изнашивания как один из малоизученных видов механического износа. Ударно-абразивному изнашиванию в большей степени подвержены машины и механизмы нефтяной, горнодобывающей, строительной и дорожной отрасли. Одним из способов повышения износостойкости материалов, подверженных УАИ, является введение в их состав легирующих элементов. Определено влияние химического состава порошкового материала на ударно-абразивную износостойкость, и обоснована эффективность введения в состав порошковых материалов углерода, никеля и хрома. Анализ существующих работ и проведенные исследования показали, что повышение износостойкости компактных и порошковых сталей известными методами не обеспечивает их необходимым сочетанием свойств. Показана возможность повышения ударно-абразивной износостойкости компактных и порошковых материалов за счет демпфирования энергии удара в композиционных образцах, состоящих из слоев износостойкой стали и упруго-диссипативной подложки. Установлено, что применение упругих подложек снижает износ композиционного материала за счет поглощения и рассеивания энергии удара. Раскрыта особенность механизма УАИ композиционного материала с применением упруго-диссипативной подложки, показано влияние ее свойств на интенсивность изнашивания. Для исследования ударно-абразивной износостойкости композиционного материала были изготовлены образцы, состоящие из слоя износостойкой стали и упругодемпфирующего слоя. Упругодемпфирующий слой крепился к износостойкому слою с применением технологии горячей и холодной вулканизации. Испытания композиционных образцов на УАИ проводили на специальной установке. Определены дальнейшие направления исследований.

Ключевые слова: ударно-абразивное изнашивание, порошковый композиционный материал, упруго-диссипа­тивная подложка, демпфирование, повышение износостойкости, энергия удара, легирование, хром, никель, углерод.

Сиротин Павел Владимирович (Новочеркасск, Россия) – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой автомобилей и транспортно-техноло­ги­ческих комплексов Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) им. М.И. Платова; e-mail: spv_61@mail.ru.

Гасанов Бадрудин Гасанович (Новочеркасск, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры между­народных логистических систем и комплексов Южно-Рос­­­сийского государственного политехнического универси­тета (НПИ) им. М.И. Платова; e-mail: KafmIsik@gmail.com.

Исмаилов Маркиз Азизович (Новочеркасск, Россия) – соискатель кафедры автомобилей и транспортно-технологических комплексов Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) им. М.И. Платова; e-mail: al_myalim@mail.ru

1. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность): учеб. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МСХА, 2001. – 616 с.

2. Анциферов В.Н. Перспективные материалы и технологии порошковой металлургии: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та,
2014. – 109 с.

3. Изнашивание при ударе / В.Н. Виноградов, Г.М. Сорокин [и др.]. – М.: Машиностроение, 1982. – 192 с.

4. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Износостойкость сталей и сплавов: учеб. пособие для вузов. – М.: Нефть и газ, 1994. – 417 с.

5. Сиротин П.В. Структурообразование, свойства и технологии получения легированных порошковых сталей и деталей из них для буровых и цементировочных насосов: дис. … канд. техн. наук / Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) им. М.И. Платова. – Новочеркасск, 2011. – 177 с.

6. Пародин А.М. Разработка безвольфрамового наплавочного материала для упрочнения поверхностей изделий, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания: дис. ... канд. техн. наук. – М., 1984. – 228 с.

7. Попов С.Н. Физические и материаловедческие основы изнашивания деталей машин [Электронный ресурс]. – URL: http://www.zntu.edu.ua/base/i2/iff/k3/ukr/ tribos/books/books.htm (дата обращения: 5.10.2018).

8. Мищенко А.Н. Повышение долговечности объемно-армированных изделий, работающих в условиях абразивного и ударно-абразивного изнашивания за счет использования в качестве основы нестабильно-аусте­нит­ных сталей: дис. … канд. техн. наук. – Новочеркасск, 1984. – 186 с.

9. Анциферов В.Н., Акименко В.Б. Спеченные легированные стали. – М.: Металлургия, 1983. – 88 с.

10. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы. – М.: Akademia, 2005. – 180 с.

11. Порошковые материалы на основе железа и меди. Атлас структур / П.А. Витязь, Л.Ф. Керженцева, Л.Н. Дьячкова, Л.В. Маркова. – Минск: Белорусская наука, 2008. – 155 с.

12. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. – М.: Машиностроение, 1976. – 271 с.

13. Белозеров Н.В. Технология резины. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1979. – 472 с.

14. Лепетов В.А. Резиновые технические изделия. – 3-е изд., испр. – Л.: Химия, 1976. – 440 с.

15. Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Буканов А.М. Общая технология резины. – 4-е изд., перераб. и доп. –М.: Химия, 1978. – 528 с.

16. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. – М.: Химия, 1974. – 392 с.

17. Установка для испытания на ударно-абра­зив­ное и ударно-гидроабразивное изнашивание конструкционных и специальных материалов: пат. 2434219 Рос. Федерация, Mtik G01N3/56 / Гасанов Б.Г., Сиротин П.В., Ефимов А.Д.; Заявл. 15.12.2009; Опубл. 20.11.2011. Бюл. № 32.

18. Фавствов Ю.К., Шульга Ю.Н. Сплавы с высокими демпфирующими свойствами. – М.: Металлургия, 1973. – 256 с.

19. Головин С.А., Пушкар А., Левин Д.М. Упругие и демпфирующие свойства конструкционных металлических материалов. – М.: Металлургия, 1987. – 190 с.

20. Израелит Г.Ш. Механические испытания резины и каучука. – Л.; М.: Госхимиздат, 1949. – 457 с.

Представлены результаты исследований консолидации механоактивированной смеси Ti–SiC–C. Механоактивация порошковых систем является эффективной предварительной обработкой смесей, обеспечивающей их неравновесное состояние и активирующей процессы фазообразования, усадки при спекании. С помощью термомеханического анализатора SETSYS Evolution 24 изучена консолидация механоактивированной порошковой смеси Ti–17SiC–17C (вес. %) в температурном интервале 20–1500 °С. Получены кривые уплотнения и скорости усадки в функции температуры. Определены температурные диапазоны для активных процессов усадки и фазовых превращений. Температурные точки, соответствующие превращениям в смеси при нагреве – это около 650, 850, 1050, 1175, 1200, 1250 и 1300 °С. Активные диффузионные процессы отражаются на значительном изменении скорости усадки с 18 до 5 мкм/мин в интервале 750–850 °С. При T > 850 °C изменение скорости усадки обусловлено полиморфным a ® b-превращением в титане. В интервале 1050–1300 °С формируются оболочечные структуры из Ti5Si3 и TiC на поверхностях титановых частиц. Здесь скорости усадки замедляются и осциллируют в диапазоне 0–9 мкм/мин. При Т > 1300 °С прекращение усадки обусловлено формированием промежуточных фаз TixSix. формируется карбосилицид титана Ti3SiC2 за счет взаимодействия Ti5Si3 с TiC. Конечным продуктом спекания смеси является композиционный материал TiC/SiC/Ti3SiC2. Энергию активации спекания из обычного экспоненциального уравнения Аррениуса рассчитывали по графическим зависимостям ln(ΔL/L0) = f(1/T) для характерных температурных интервалов 300–650, 650–850, 850–1000, 1000–1200 °С. Невысокие значения энергии активации при спекании обусловлены большим количеством активных границ зерен и других дефектов кристаллической структуры порошков, образовавшихся в результате интенсивной деформации при механоактивации.

Ключевые слова: механоактивация, спекание, термодилатометрический анализ, усадка, энергия активации, механизмы консолидации, фазовые превращения, карбид титана, карбид кремния, карбосилицид титана, промежуточные фазы.

Сметкин Андрей Алексеевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; e-mail: solid@pm.pstu.ac.ru.

Каченюк Максим Николаевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: max@pm.pstu.ru.

Гилев Виктор Григорьевич (Пермь, Рос­­сия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник Научного центра порошкового материа­ловедения Пермского национального исследоват­ельского политехнического университета; e-mail: xray@pm.pstu.ac.ru.

1. Кипарисов С.С., Левинский Ю.В., Петров А.П. Карбид титана: получение, свойства, применение. – М.: Металлургия, 1987. – 216 с.

2. Металлические порошки и порошковые материалы: справ. / Б.Н. Бабич, Е.В. Вершинина, В.А. Глебов [и др.]; под ред. Ю.В. Левинского. – М.: ЭКОМЕТ, 2005. – 520 с.

3. Structure and properties of dispersion-strengthened-with-nanosized particles refractory hard material TiC–Ni-alloy / E.A. Levashov, E.S. Mishina, O.V. Malochkin, D.V. Shtansky, J.J. Moore, M.I. Fadeev // Sci. and Techn. of Adv. Mater. – 2003. – № 4. – Р. 221–228.

4. Rajabi A., Ghazali M.J., Daud A.R. Chemical composition, microstructure and sintering temperature modifications on mechanical properties of TiC-based cermet: а review // Materials and Design. – 2015. – Vol. 67. – Р. 95–106. DOI: 10.1016/j.matdes.2014.10.081

5. Effect of silicidation pretreatment with gaseous SiO on sinterability of TiC powders / P. Istomin, E. Istomina,  A. Nadutkin, V. Grass // Int. J. of Refract. Met. and Hard Mater. – 2016. – Vol. 57. – Р. 12–18. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2016.02.004

6. Barsoum M. The Mn+1AXn phases: a new class of so-­lids // Prog. Solid St. Chem. – 2000. – № 28. – P. 201–281.

7. Howie P.R., Thompson R.P. Clegg W.J. Softening non-metallic crystals by inhomogeneous elasticity // Scient. Rep. – 2017. – № 7. – Р. 11602. DOI: 10.1038/s41598-017-09453-1

8. Improvement in mechanical/physical properties of TiC-based ceramics sintered at 1500 °C for inert matrix
fuels / J.X. Xue, J.X. Liu, G.J. Zhang, H.B. Zhang, T. Liu, X.S. Zhou, S.M. Peng // Scripta Materialia. – 2016. – Vol. 114. – Р. 5–8. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2015.11.024

9. Microstructure and mechanical properties of B4C–TiB2 composites prepared by reaction hot pressing using Ti3SiC2 as additive / P. He, S. Dong, Y. Kan, X. Zhang, Y. Ding // Ceramics Int. – 2016. – Vol. 42, № 1, Part A. – Р. 650–656. DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.08.160

10. Mechanical, thermal physical properties and thermal shock resistance of in situ (TiB2+SiC)/Ti3SiC2 compo­site / W. Zou, H. Zhang, J. Yang, S. Peng, T. Qiu // J. of
Alloys and Comp. – 2018. – Vol. 741. – Р. 44–50. DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.12.255

11. Oxidation behavior of C/SiC–Ti3SiC2 at 800–1300 °C in air / X. Fan, X. Yin, Y. Ma, L. Zhang, L. Cheng // J. of the Europ. Ceramic Soc. – 2016. – Vol. 6, № 10. – Р. 2427–2433. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.03.029

12. Оглезнева C.А., Каченюк М.Н., Оглезнев Н.Д. Исследование формирования структуры и свойств материалов в системе «медь–карбосилицид титана» // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2016. – № 4. – С. 60–67. DOI: 10.17073/1997-308X-2016-4-60-67

13. Suryanarayana C. Mechanical alloying and milling. – New York, NY: Marcel Dekker, Inc., 2004. – 466 p.

14. Болдырев В.В. Механохимия и механическая активация твердых веществ // Успехи химии. – 2006. – Т. 75(3). – С. 203–216.

15. Григорьева Т.Ф., Баринова А.П., Ляхов Н.З. Механохимический синтез в металлических системах. – Новосибирск: Параллель, 2008. – 311 с.

16. Nano structured materials processing, properties and applications / ed. by Carl C Koch. – NY: William Andrew Publishing, 2009. – 752 p.

17. Structural nanocrystalline materials: fundamentals and applications / C.C. Koch, I.A. Ovid’ko, S. Seal, S. Vep­ DOI: 10.1017/CBO9780511618840

18. Кинетика спекания нанопорошков / М.И. Алымов, С.А. Тихомиров, С.И. Аверин, А.А. Коробанов, С.С. Бе­дов // Физика и химия обработки материалов. – 2006. – № 5. – С. 55–61.

19. Introduction to thermal analysis. Techniques and 2nd ed. – Kluwer, 2001. – 310 p. DOI: 10.1007/0-306-48404-8

20. Hashimoto H., Sun Z.M., Tada S. Morphological evolution during reaction sintering of Ti, SiC and C powder blend // J. of Alloys and Compounds. – 2007. – Vol. 441, № 1, 2. – Р. 174–180. DOI: 10.1016/j.jallcom.2006.08.339

21. Ивенсен В.А. Феноменология спекания и некоторые вопросы теории. – М.: Металлургия, 1985. – 247 с.

22. Гегузин Я.Е. Физика спекания. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1984. – 312 с.

23. Synthesis and pressureless sintering of Ti3SiC2 powder / B.B. Panigrahi, M-Ch. Chu, A. Balakrishnan,  S-J. Cho // J. Mater. Res. – 2009. – Vol. 24, № 2. – Р. 487–492.

Изучены структура, элементный и фазовый составы переходной зоны алмаз–матрица алмазного инструмента для правки абразивных кругов, изготовленного по новой гибридной технологии. Гибридная технология заключается в объединении в одном цикле работы вакуумной печи «нагрев–охлаждение» процессов термодиффузионной металлизации алмазных зерен карбидообразующими металлами и спекания с пропиткой медью алмазосодержащего брикета на основе твердосплавной порошковой смеси. В гибридной технологии при укладке в твердосплавную шихту каждое алмазное зерно плотно заворачивается в тонкую медную фольгу, в которую предварительно засыпаются частицы порошка карбидообразующего металла и равномерно распределяются вокруг зерен алмаза. В процессе спекания матрицы благодаря компактному расположению частиц порошка карбидообразующего металла вокруг алмазных зерен и экранирующему эффекту медной фольги создаются условия, обеспечивающие эффективную термодиффузионную металлизацию алмазов. Методами растровой электронной микроскопии, микрорентгеноспектрального анализа, рентгенофазового анализа и рамановской спектроскопии установлено, что при заданных в эксперименте температурно-временных режимах и условиях спекания на поверхности алмаза формируется металлизированное покрытие, химически сцепленное с алмазом, что обеспечивает прочное алмазоудержание твердосплавной матрицы, пропитанной медью. При этом структура и микротвердость матрицы, за исключением областей, непосредственно примыкающих к переходной зоне алмаз–матрица, остаются такими же, как и матрица твердосплавной порошковой смеси, спеченной в отсутствие хрома. Проведены сравнительные эксплуатационные испытания однотипных правящих карандашей, которые показали высокую эффективность гибридной технологии получения алмазосодержащих композитов инструментального назначения. Достигнуто повышение значения удельной производительности алмазного карандаша, изготовленного по гибридной технологии, на 44,66 % по сравнению с аналогичным показателем однотипного алмазного карандаша, полученного по традиционной схеме спекания без металлизации алмазных зерен.

Ключевые слова: природный алмаз, алмазный инструмент, металломатричный композит, твердосплавная матрица, металлизация алмаза, металлокарбидное покрытие, спекание с пропиткой, переходная зона, алмазоудержание, удельная производительность
инструмента.

Шарин Петр Петрович (Якутск, Россия) – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела физикохимии материалов и технологии Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения РАН; e-mail: psharin1960@mail.ru.

Акимова Мария Панфиловна (Якутск, Россия) – аспирант отдела физикохимии материалов и технологии Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения РАН; e-mail: Mar1ya_ak1mova@mail.ru.

1. Tönshoff H.K., Hillmann-Apmann H., Asche J. Diamond tools in stone and civil engineering industry: cutting principles, wear and applications // Diamond and Related Mater. – 2002. – vol. 11, iss. 3–6. – P. 736–741.
2. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента / В.Н. Бакуль, Ю.И. Никитин, Е.Б. Верник, В.Ф. Селех. – М.: Машиностроение, 1975. – 296 c.
3. Направленное формирование межфазной гра­ни­цы алмаз–матрица с использованием нанопокрытий / М.М. Яхутлов, Б.С. Карамурзов, З.Ж. Беров, У.Д. Баты­ров, Р.М. Нартыжев // Изв. Кабардино-Балкарского госуниверситета. – 2011. – Т. 1, №. 4. – С. 23–25.
4. Исонкин А.М., Богданов Р.К. Влияние металлизации алмазов на показатели работоспособности буровых коронок // Науковi працi ДонНТУ. Гiрничо-геологiчна. – 2011. – Т. 181, № 14. – С. 158–163.
5. Структурная организация высокоизносо­стой­ких алмазосодержащих композитов на основе твердосплавных порошков, полученных методом спекания с пропиткой медью / П.П Шарин, С.П. Яковлева, В.Е. Гоголев, М.И. Васильева // Перспективные материалы. – 2015. – № 6. – С. 66–77.
6. Влияние диффузии и химических реакций на структуру и свойства буровых вставок. 2. Результаты аттестации структурного состояния сверхтвердых материалов состава алмаз–твердый сплав ВК6 / Н.В. Новиков, Н.А. Бондаренко, А.Н. Жуковский, В.А. Мечник, Г.С. Олейник // Физическая мезомеханика. – 2006. – Т. 9, № 2. – С. 107–116.
7. Improved interfacial adhesion between diamond film and copper substrate using a Cu (Cr)-diamond composite interlayer / W.Q. Qiu, Z.W. Liu, L.X. He, D.C. Zeng, Y.-W. Mai // Mater. Lett. – 2012. –Vol. 81. – P. 155–157.
8. Artini C., Muolo M.L., Passerone A. Diamond–metal interfaces in cutting tools: a review // J. of Mater. Sci. – 2012. – Vol. 47, iss. 7. – P. 3252–3264.
9. Hsieh Y.-Z., Chen J.-F., Lin S.-T. Pressureless sintering of metal-bonded diamond particle composite // J. of Mater. Sci. – 2000. – Vol. 35. – P. 5383–5387.
10. Study of the diamond-matrix interface in hot-pressed cobalt-based tools / A. Molinari, F. Marchetti, S. Cialanella, Р. Scardi, A. Tiziani // Mater. Sci. and Eng. – 1990. – Vol. A130. – P. 257–262.
11. О механизме самопроизвольного плакирования алмаза карбидом вольфрама в процессе спекания инструмента с наномодифицированной металлической связкой Сu–Fe–Co–Ni / Д.А. Сидоренко, Е.А. Левашов, П.А. Логинов, Н.В. Швындина, Е.А. Скрылева, И.Е. Ускова // Изв. вузов. Цветная металлургия. – 2015. – № 5. – С. 53–63.
12. Локтюшин В.А., Гуревич Л.М. Получение нанотолщинных металлических покрытий на сверхтвердых материалах методом термодиффузионной металлизации // Изв. Волжского государственного технического университета. – 2009. – Т. 11, № 3. – С. 50–54.
13. Diamond-metal-matrix interaction in diamond tools, fabricated by conventional and current induced short-time sintering processes / W. Tillmann, C. Kronholz, M. Ferreira, A. Knote, W. Theisen, P. Schütte, J. Schmidt // Int. J. of Powder Metall. – 2011. – Vol. 47, iss. 4. – P. 29–36.
14. Carbon reactivity of binder metals in diamond-metal composites – characterization by scanning electron microscopy and X-ray diffraction / W. Tillmann, M. Fer­reira, A. Steffen, K. Rüster, J. Möller, S. Bieder, M. Paulus, M. Tolan // Diamond and related mater. – 2013. – Vol. 38. – P. 118–123.
15. Uemura M. An analysis of the catalysis of Fe, Ni or Co on the wear of diamonds // Tribol. Int. – 2004. – Vol. 37. – P. 887–892.
16. Thermodinamic and kinetic study on interfacial reaction and diamond graphitization of Cu–Fe-based diamond composite / W.-S. Li, J. Zhang, H.-F. Dong, K. Chu, S.-C. Wang, Y. Liu, Y.-M. Li // Chin. Phys. B. – 2013. – Vol. 22, iss. 1. – P. 018102.
17. Margaritis, D.-P. Interfacial bonding in metal-matrix composites reinforced with metal-coated diamonds: Ph.D. thesis / University of Nottingham. – 2003. – 345 р.
18. Influence of chromium as carbide forming doping element on the diamond retention in diamond tools / W. Tillmann, M. Tolan, N.F. Lopes-Dias, M. Zimpel, M. Ferreira, M. Paulus // Proc. of the Int. Conf. on Stone and Concrete Mach. (ICSCM). – 2015. – Vol. 3. – P. 21–30.
19. Romansky A. Factors affecting diamond retention in powder metallurgy diamond tools // Archives of metall. and mater. – 2010. – Vol. 55, iss. 4. – P. 1073–1081.
20. Bushmer C.P., Crayton P.H. Carbon self-diffusion in tungsten carbide // J. Mater. Sci. – 1971. – Vol. 6. – P. 981–988.
21. Способ изготовления алмазного инструмента: пат. № 2478455 Рос. Федерация / Шарин П.П., Лебе­дев М.П., Гоголев В.Е., Ноговицын Р.Г., Атласов В.П.,  Слободчиков П.А.; Опубл. 10.04.2013. Бюл. № 10.
22. Цыпин Н.В., Симкин Э.С., Костенецкая Г.Д. Металлографическое исследование взаимодействия алмазов с металлами при высоких температурах // Адгезия и пайка материалов. – 1979. – №. 4. – С. 78–80.
23. Реакционное спекание в системе алмаз–карбид титана–хром под высоким давлением / Л.Ф. Стасюк, И.П. Кушатлова, Д.П. Ускокович, И. Крстанович, С.М. Радич, М.М. Ристич // Гласник хемиjског друштва Београд. Bulletin de la societe chimique Beograd. – 1984. – T. 49, № 9. – С. 563–569.

Объектом исследования данной статьи является 3D-печать как наиболее перспективное направление в аддитивных технологиях. Целями являются проверка пригодности керамических суспензий, использованных в гелевом литье, для 3D-печати керамики и выявление способов контроля наиболее важных для печати свойств. Гелевое литье как процесс создания керамических изделий из порошковых материалов и полимерных растворов (гелеобразователей) с образованием структурирующей сетки (гелированием) был выбран благодаря его перспективности в области создания прочных образцов. Использованы ранее проверенные суспензии «TiO2 – водный раствор поливинилового спирта» в соотношении 1:1. В качестве способов контроля вязкости как одного из параметров, влияющих на возможность печати, использовались четыре добавки к гелеобразователю: глицерин, пропиленгликоль, твин 80 и полиметакрилат аммония, каждая из которых использовалась в количестве 10 об. %. В процессе проведения исследований выяснилось, что наибольшее влияние имеет другой фактор – скорость застывания суспензии на воздухе. После нескольких проверок было установлено, что некоторые суспензии способны релаксировать после выдержки, показывая при этом различные результаты при последовательных выдержках, равных по времени. Это может говорить о влиянии процесса гелирования, что подтверждается результатами исследования. Показана важность комбинации методов контроля ключевых свойств для достижения максимального результата. Использованный нами 3D-принтер простейшей модели позволяет говорить о возможности переноса разрабатываемой технологии на более сложные системы аддитивного производства. Суспензии с добавками твин 80 и пропиленгликоля показали удовлетворительные результаты текучести, однако требуют дальнейшего контроля скорости застывания на воздухе.

Ключевые слова: керамика, гелевое литье, аддитивные технологии, 3D-печать, глицерин, пропиленгликоль, твин 80, полиметакрилат аммония, вязкость, контроль текучести.

Мищинов Борис Павлович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследо­вательского политехнического университета; e-mail: clay1326@gmail.com.

Зиганьшин Ильдар Равимович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; e-mail: zigildar@yandex.ru.

Порозова Светлана Евгеньевна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; e-mail: sw.porozova@yandex.ru

1. 3D printed guns: The next john moses browning will use GitHub // In Range TV. – URL: https://www.youtube.com/watch?v=StafRn4mjj0 (accessed 6 August 2018).
2. Jianchao Zhang, Zhihong Yu. Overview of 3D printing technologies for reverse engineering product design // Autom. Contr. and Comp. Sci. – 2016. – Vol. 50, № 2. – P. 91–97. DOI: 10.3103/S0146411616020073
3. 3D gel-printing – an additive manufacturing method for producingcomplex shape parts / Xiangyuan Ren, Huiping Shao, Tao Lin, Hang Zheng // Mater. and Design. – 2016. – Vol. 101. – P. 80–87.
4. Spheroidization by plasma processing and characterization of stainless steel powder for 3d printing / Lina Ji, Changzhen Wang, Wenjie Wu [et al.] // The Miner., Metals & Mater. Soc. and ASM Int. – 2017. – Vol. 48A. – P. 4831–4841.
5. Van Humbeeck Jan Additive manufacturing of shape memory alloys // Shap. Mem. Superelasticity. – 2018. – Vol. 4. – P. 309–312.
6. Characterization of Ni–Ti alloy powders for use in additive manufacturing / Gozde S. Altug-Peduka, Savas Dilibalc [et al.] // Russian J. of Non-Ferrous Metals. – 2018. – Vol. 59, № 4. – P. 433–439.
7. On the formability of ultrasonic additive manufactured Al–Ti laminated composites / Irfan Kaya, O*Mer Necati Cora, Dog An Acar [et al.] // Metal. and Mater. Trans. A. – 2018. – Vol. 49, iss. 10. – P. 5051–5064.
8. 3D gel-printing of TiC-reinforced 316L stainless steel: influence of the printing parameters / Zhenhui Ji, Dechao Zhao, Junjie Hao [et al.] // J. of Mater. Eng. and Perform. – 2018. – Vol. 27, iss. 10. – P. 1–11.
9. Additive manufacturing of polymer-derived cera­mics / Zak C. Eckel, Chaoyin Zhou, John H. Martinet [et al.] // Science. – 01 Jan 2016. – Vol. 351, iss. 6268. – P. 58–62. DOI: 10.1126/science.aad2688
10.  Peter Dorfinger, Jurgen Stampfl, Robert Liska. Toughening of photopolymers for stereolithography (SL) // Mater. Sci. Forum. – July 2015. – Vol. 825–826. – P. 53–59.
11.  Rapid prototyping and manufacturing by gelcasting of metallic and ceramic slurries / Jurgen Stampfl, Hao-Chih Liu, Seo Woo Nam [et al.] // Mater. Sci. and Eng. – 2002. – A334. – P. 187–192.
12.  Xu Guo. Gel casting of high strength ceramics / Chalmers university of technol. – Sweden, 2011. – 45 p.
13.  Gales Francois. Method for gel casting bodies from ceramic glass or metal powder // Europ. publication server. – URL: http://www.epo.org/searching/free.html (accessed 6 January 2016).
14.  Cryogenic 3D printing of super soft hydrogels / Zhengchu Tan, Cristian Parisi, Lucy Di Silvio [et al.] //Scientific reports. – 2017. – Vol. 7. – P. 2045–2322.
15.  Galip Sarper KOÇLAR. Gelcasting of alumina ceramics with gelatin and carrageenan gum and investigation of their mechanical properties // İzmir Institute of Techno­logy. – 2013. – Vol. 35. – P. 1–60.
16.  Мищинов Б.П., Порозова С.Е. Формирование структуры материала в процессе гелевого литья нанопорошка диоксида титана // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2014. –№ 3. – С. 37–42.
17.  Мищинов Б.П., Порозова С.Е. Оптимизация условий получения пористой керамики гелевым литьем субмикронного порошка диоксида титана // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2.
18.  Зиганьшин И.Р. Пористые материалы на основе диоксида циркония, допированного оксидами иттрия и церия: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Пермь, 2012. – 18 с.
19.  Boitsova A.A., Kondrasheva N.K. Rheological properties of hydrocarbon systems with a high content of resins and asphaltenes // J. of Eng. Phys. and Therm. –2018. – Vol. 91, № 4. – P. 1038–1046.
20.  Additive manufacturing of bioactive glasses and silicate bioceramics / R. Gmeiner, U. Deisinger, J. Schönherr, B. Lechner, R. Detsch, A.R. Boccaccini, J. Stampfl //J. Ceram. Sci. Tech. – 2015. – Vol. 06(02). – Р. 75–86. DOI: 10.4416/JCST2015-00001

Целью исследования является повышение эксплуатационных характеристик порошковых псевдосплавных материалов с помощью поверхностной термической обработки. Такие материалы обладают уникальными свойствами, например самосмазыванием в условиях сухого трения, высоким коэффициентом теплопроводности, высокой электроэрозионной стойкостью. Недостатком порошковых псевдосплавов является их относительно низкая прочность. Рассмотрен способ поверхностного упрочнения высокоэнергетической обработкой – лазерным излучением. Описана методика проведения экспериментальных исследований, рассмотрен способ получения порошкового материала, его химический состав, показано используемое оборудование. Приведены результаты исследований микроструктуры и микротвердости поверхностного слоя порошкового псевдосплава сталь–медь после лазерной термической обработки волоконным лазером постоянного действия с максимальной мощностью 1 кВт, указаны режимы ЛТО, оценено влияние параметров ЛТО на характеристики закаленного слоя, приведена номограмма для выбора технологических режимов ЛТО (мощность лазерного излучения, диаметр пучка и скорость перемещения), позволяющих получить требуемую микротвердость и глубину закаленного слоя, задаваясь определенным значением плотности мощности. Правильность назначения технологических режимов с помощью номограммы проверена экспериментальными исследованиями. Показано распределение микротвердости по глубине закаленного слоя, а также зависимость микротвердости от глубины упрочненной зоны на различных режимах ЛТО. Установлено, что микротвердость поверхностного слоя после ЛТО достигает 900–1000 HV (67–69 HRC), что значительно превышает показатели твердости, получаемые классической объемной термообработкой (43–45 HRC). Это связано с более высокими скоростями нагрева и охлаждения при использовании лазерного излучения в качестве источника нагрева.

Ключевые слова: лазерная термообработка, закалка, волоконный лазер, лазер постоянного действия, диаметр лазерного луча, плотность мощности, порошковая металлургия, псевдосплав сталь–медь, микроструктура, микротвердость, номограмма.

Морозов Евгений Александрович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; e-mail: morozov.laser@gmail.com.

Оглезнева Светлана Аркадьевна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; e-mail: director@pm.pstu.ac.ru.

1. Анциферов В. Н., Акименко В. Б., Гревнов Л.М. Порошковые легированные стали. – М.: Металлургия. – 1991. – 318 с.
2. Соловьева Е.В., Довыденков В.А. Свойства материалов на основе железа, полученных инфильтрацией, легированные NI и MO // Современное материаловедение: традиции отечественных научных школ и инновационный подход: сб. докл. всерос. молодеж. науч.-техн. конф. / ВИАМ. – 2017. – С. 198–202.
3. Дьячкова Л.Н., Керженцева Л.Ф., Витязь П.А. Влияние состава стального каркаса псевдосплавов сталь–медь, получаемых инфильтрацией, на их триботехни­че­ские свойства // Трение и износ. – 2010. – Т. 31, № 4. – С. 364–370.
4. Привалова Н.Н., Довыденков В.А. Материал, инфильтрованный медью, для изготовления подшипников скольжения // Восемнадцатые Вавиловские чтения. Социальные, естественные и технические системы в современном мире: состояние, противоречия, развитие:  материалы междунар. междисцип. науч. конф.: в 2 ч. / под ред. В.П. Шалаева. – 2015. – С. 274–276.
5. Изучение особенностей формирования структуры и свойств порошковых псевдосплавов на основе меди, модифицированных добавками наночастиц ZNO и TIN / Ю.И. Гордеев, А.К. Абкарян, А.В. Суровцев, А.А. Лепешев // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2017. – № 4. – С. 19–28.
6. Привалова Н.Н., Алибеков С.Я. Антифрикционный материал для подшипников скольжения // Россия в пространстве глобальных трансформаций: в фокусе наук о человеке, обществе, природе и технике: материалы междунар. междисцип. науч. конф. / под ред. В.П. Шалаева. – 2016. – С. 342–344.
7. Шацов А.А. Оптимизация состава и режимов термообработки композиционного материала сталь–медь // Изв. вузов. Цветная металлургия. – 1998. – № 5. – С. 52–56.
8. Григорьянц А.Г., Васильцов В.В. Пространственная структура излучения мощных волноводных и волоконных лазеров для технологий // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. – 2012. – № 6. – С. 5–33.
9. Qui F., Kujanpää V. Transformation hardening of medium-carbon steel with a fiber laser: the influence of laser power and laser power density // Mechanika (Mechanics). – 2011. – Vol. 17, № 3. – P. 318–323.
10. Goia F., de Lima M. Surface hardening of an AISI D6 cold work steel using a fiber laser // J. of ASTM Int. – 2011. – Vol. 8, №. 2. – P. 315–318.
11. Safonov A.N. Structure and microhardness of the surface layers of iron-carbon alloys after laser heat treatment // Metal Science and Heat Treatment. – 1996. – Vol. 38, № 1–2. – Р. 68–74.
12. Астапчик С.А., Бабушкин В.Б., Ивашко B.C. Структурные и фазовые превращения в сталях и сплавах при лазерной термической обработке // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1991. – № 2. – С. 2–5.
13. Крапошин B.C. Влияние остаточного аустенита на свойства сталей и чугунов после поверхностного оплавления // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1994. – № 2. – С. 2–5.
14. Крапошин B.C., Крапошина И.Ф. Влияние параметров лазерного облучения на размеры облученных зон для стали 45 // Физика и химия обработки материалов. – 1989. – № 6. – С. 19–24.
15. Qui F., Kujanpaa V. Transformation hardening of medium carbon steel with a fiber laser / Mechanika (Mechanics). – 2011. – Vol. 17, № 3. – Р. 318–323.
16. Анциферов В.Н., Шмаков А.М., Штенников С.В. Свойства модифицировнных сталей // Порошковая металлургия. – 1992. – № 7. – С. 76–79.
17. Исследование микроструктуры и рельефа поверхности при лазерной термической обработке тонкостенного цилиндра из порошкового псевдосплава сталь–медь / В.Г. Гилев, Е.А. Морозов, А.С. Денисова, А.М. Ха­нов // Изв. Самарского научного центра. – 2012. – Т. 14, № 4(5). – С. 1212–1217.
18. Laser surface hardening of frictional pairs made from steel-copper pseudoalloy / V.G. Gilev, E.A. Morozov, P.N. Kilina, L.D. Sirotenko // Russian Engineering Research. – 2016. – Vol. 36, № 2. – Р. 152–155.
19. Laser quenching of axial bearings in submersible multistage pumps made of steel-brass pseudo-alloy / V. Gilev, E. Morozov, A. Khanov, T. Ablyaz // Int. J.of Appl. Eng. Research. – 2015. – Vol. 10, № 20. – Р. 40861–40868.
20. Крапошин B.C., Шахлевич К.В., Бирюков В.П. Лазерное расплавление поверхности луча со сканированием луча // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1988. – № 11. – С. 57–59.

Представлены результаты исследований влияния механоактивации на процесс синтеза при получении композиционных порошков многофазных интерметаллидов на основе композиций Ni–14мас.%Al + Fe–57мас.%Al и Ni–14мас.%Al + Ti–57,5мас.%Al. В процессе исследования были экспериментально отработаны режимы получения композиционных порошков многофазных интерметаллидных соединений на основе композиций Ni–14мас.% Al + Fe–57мас.% Al и Ni–14мас.%Al + Ti–57,5мас.%Al в планетарной шаровой мельнице и выявлено влияние их последующего смешивания на процесс самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Показано, что оптимальный режим механоактивации в рассматриваемых системах, обеспечивающий максимальную полноту превращений для получения требуемого фазового состава в композиционных порошках, зависит от вида основы и содержания алюминия. Установлено, что полученные в процессе синтеза СВС-композиции или практически полностью наследуют структуру после механоактивации их в планетарной шаровой мельнице (Ni–14мас.%Al + Fe–57мас.%Al) или, претерпевая перекристаллизацию в процессе синтеза (Ni–14мас.%Al +
+ Ti–57,5мас.%Al), образуют тройную фазу TiNiAl2. Отдельные химические элементы в продукте синтеза обнаружены не были. Средний размер частиц после размола СВС-порошков в планетарной мельнице составил 0,5–27,0 мкм. Удельная поверхность СВС-порошков составила 6,1 м2/г для СВС-композиции Ni–14мас.%Al + Fe–57мас.%Al и 4,0 м2/г – для Ni–14мас.%Al + Ti–57,5мас.%Al; насыпная плотность 1131,9 и 1333,2 кг/м3 соответственно.

Ключевые слова: интерметаллиды никеля, интерметаллиды железа, интерметаллиды титана, самораспространяющийся
высокотемпературный синтез, композиционный порошок, многофазный, двухфазные интерметаллические сплавы, механоактивируемый самораспространяющийся высокотемпературный синтез, размол, технологические свойства порошков.

Ильющенко Александр Федорович (Минск, Республика Беларусь) – доктор технических наук, профессор, директор, член-корреспондент НАН Беларуси, лауреат Государственной премии Республики Беларусь, заслуженный деятель науки Республики Беларусь, генеральный директор государственного научно-произ­водст­венного объединения порошковой металлургии; e-mail: Alexil@ mail.belpak.by.

Лецко Андрей Иванович (Минск, Республика Беларусь) – кандидат технических наук, доцент, заведующий лабораторией новых материалов и технологий Института порошковой металлургии им. акад. О.В. Романа НАН Беларуси; e-mail: letsko@tut.by.

Талако Татьяна Леонидовна (Минск, Республика Беларусь) – доктор технических наук, главный науч­ный   сотрудник Института порошковой металлургии
им. акад. О.В. Романа НАН Беларуси; e-mail: talako@tut.by.

Дьячкова Лариса Николаевна (Минск, Республика Беларусь) – доктор технических наук, доцент, заве­дующий лабораторией композиционных порошковых
материалов Института порошковой металлургии
им. акад. О.В. Романа НАН Беларуси; e-mail: dyachkova@tut.by.

Парницкий Николай Михайлович (Минск, Республика Беларусь) – магистр технических наук, младший научный сотрудник Института порошковой металлургии им. акад. О.В. Романа НАН Беларуси; e-mail: skeyone@rambler.ru.

1. Влияние механохимической активации на концентрационные границы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза / Т.Ф. Григорьева, М.А. Кор­чагин, А.Л. Баринова, Н.З. Ляхов // Докл. РАН. – 1999. – Т. 369, № 3. – С. 345–347.

2. Merzhanov A.G. The Chemistry of self-propagating high-temperature synthesis II // J. Mater. Chem. – 2004. – № 14. – P. 1779–1786.

3. Особенности самораспространяющегося высокотемпературного синтеза нанокомпозиционных порошков интерметаллид/оксид с использованием механокомпозитов-прекурсоров / Т.Л. Талако, Т.Ф. Григорьева, А.И. Лецко, А.П. Баринова, П.А. Витязь, Н.З. Ляхов // Физика горения и взрыва. – 2009. – № 5. – С. 51.

4. The effect of mechanical treatment on the rate and limits of combustion in SHS processes / М.А. Korchagin, Т.F. Grigorieva, А.Р. Barinova, N.Z. Lyakhov // Int. J.
SHS. – 2000. – Vol. 9, № 3. – P. 307–320.

5. Твердофазный режим самораспространяющегося высокотемпературного синтеза / М.А. Корчагин, Т.Ф. Григорьева, А.П. Баринова, Н.З. Ляхов // Докл. РАН. – 2000. – Т. 372, № 1. – С. 40–42.

6. Bernard F., Gaffet Е. Mechanical alloying in SHS research // Int. J. SHS. – 2001. – № 2. – P. 109–131.

7. Твердофазный режим горения в механоактивированных СВС-системах. I. Влияние продолжительности механической активации на характеристики процесса и состав продуктов горения / M.A. Корчагин, Т.Ф. Григорьева [и др.] // ФГВ. – 2003. – Т. 39, № 1. – С. 51–59.

8. Корчагин M.A., Ляхов Н.З. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в механически активированных составах // Хим. физ. – 2008. – Т. 27, № 1. – С. 73–78.

9. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений / В.И. Итин, Ю.С. Найбороденко. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 1989. – 210 с.

10. Порошковая металлургия, технология, свойства, области применения: справ. / И.М. Федорченко, И.Н. Францевич [и др.]. – Киев: Наукова думка, 1985. – 624 c.

11. Mechanoactivation of SHS system and proces­ses II / E.A. Levashov, V.V. Kurbatkina, A.S. Rogachev, N.A. Kochetov // Int. J. SHS. – 2007. – Vol. 16, № 1. – P. 46–50.

12. Mechanically activated synthesis studied by X-ray diffraction in the Fe–A1 system / F. Chariot, E. Gaffet, B. Zeghmati, F. Bernard, J.C. Niepce  // Ibid. – 1999. – Vol. A262. – P. 279–288.

13. Влияние механической активации на высокотемпературный синтез и фазообразование низкокалорийных интерметаллических соединений / Ю.Г. Найбороденко, Н.Г. Касацкий, Е.Г. Сергеева, O.K. Лепакова // Химия в интересах устойчивого развития. – 2002. – Т. 10, № 1, 2. – С. 199–204.

14. Preliminary characterization of the room temperature fracture behavior of monolithic and composite FeAl3–Fe2Al5 / R.W. Hayes, Y.-L. Jeng, E.J. Lavemia, J. Wolfenstine // Scripta Metal., et Mater. – 1995. – Vol. 32, № 3. – P. 433–437.

15. Sauthoff G. Multiphase intermetallic alloys for structural applications // Intermetallics. – 2000. – Vol. 8. – P. 1101–1109.

16. Синтез и физико-химические свойства алюминидов подгруппы железа / Г.В. Лавренчук [и др.] // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. – 1985. – Т. 21, № 10. – С. 24–28.

17. Итин В.И., Найбороденко Ю.С. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 1989. – 214 с.

18. Nieh T.G., Wadsworth J. Microstructural characteristics and deformation properties in superplastic intermetallics // Mater. Sci. and Eng. A. – 1997. – Vol. 239–240. – P. 88–96.

19. Low temperature superplasticity in a TiAl alloy with a metastable microstructure / T.G. Nieh [et al.] // Scripta Mater. – 1997. – Vol. 37, № 6. – P. 773–779.

20. Hirabayashi Yotaro, Takeuchi Shinji, Hibino Atsushi Synthesized phases, microstructure and mechanical properties of TiAl base and Ni3AI base composite intermetallic compounds by two–step combustion synthesis // J. Jpn. Soc. Powder Metall. – 2014. – Vol. 61, № 7. – P. 60–67.

21. Лецко А.И., Талако Т.Л., Парницкий Н.М. Исследование влияния предварительной механической обработки на процессы горения при получении интерметаллидов на основе никеля, железа и титана при СВС // Порошковая металлургия. – 2016. – Вып. 39. – С. 100–113.

Изложен опыт разработки технологии производства медно-хромового композитного материала, который применяется для изготовления электродов высоковольтных вакуумных коммутационных приборов. Трудности создания таких композитов связаны с необходимостью удовлетворить различным и зачастую взаимно противоречивым требованиям, предъявляемым к материалам контактов для коммутации тока в вакууме. Эти материалы должны обладать высокой электропроводностью и теплопроводностью; иметь высокую механическую прочность и твердость как при комнатной температуре, так и при повышенных значениях температуры; иметь минимальную склонность к свариванию
и прилипанию в контакте при прохождении сильного электротока; способствовать быстрому восстановлению электрической прочности вакуумного промежутка после разрыва контакта и погасания вакуумной дуги. Приводится сравнение материалов, полученных с помощью разных технологий, в частности спекания в вакууме, в восстанавливающей атмосфере и электродугового плавления. Оценка удельного сопротивления композитов выполнена с использованием модели двухкомпонентной смеси хаотически распределенных зерен компонентов. Методы порошковой металлургии позволяют получать композитные материалы из таких не образующих сплавы металлов, как медь и хром, которые наилучшим образом соответствуют требованиям, предъявляемым к электрическим контактам сильноточной вакуумной аппаратуры. Композиты получают холодным прессованием порошковых смесей электролитической меди и алюмотермического хрома с последующим спеканием в вакууме. Они обладают лучшей электропроводностью в сравнении с материалами, произведенными электродуговым плавлением. Разработанный в Научном центре порошкового материаловедения ПНИПУ медно-хромовый композит Cu65Cr35 находит применение в качестве заготовок для контактов дугогасительных камер серий КДВК, КДВН и др.

Ключевые слова: механоакт­ивация, спекание, те­рмодилатометрический анализ, усадка, энергия активации, меха­низмы консолидации, фазовые превращения, карбид ти­тана, карбид кремния, карбосил­ицид титана, промежу­точные фазы.

Васин Владимир Алексеевич (с. Новый Быт Московской обл., Россия) – доктор технических наук, генеральный директор НПП «Полигон-МТ»; e-mail: info@ polygon-mt.ru.

Невровский Виктор Александрович (Москва, Россия) – доктор физико-математических наук, про­фессор кафедры технологии испытаний и эксплуатации   Московского авиационного института; е-mail: sanches0@mail.ru.

Сметкин Андрей Алексеевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; e-mail: solid@pm.pstu.ac.ru.

Сомов Олег Васильевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник Научного центра порошкового материаловедения Пермского национального исследовательского политехнического университета; е-mail: ovsomov@mail.ru.

1.Slade P.G. The vacuum interrupter: theory, design, and application. – CRC Press, 2008. – 528 p.
2.Microstructure and properties of Cu–Cr powder metallurgical alloy induced by high-current pulsed electron beam / S. Dong, C. Zhang, L. Zhang, J. Cai, P. Lv, Y. Jin, Q. Guan // J. of Alloys and Compounds. – 2018. – Vol. 755. – P. 251–256.
3.Lahiri I., Bhargava S. Compaction and sintering response of mechanically alloyed Cu–Cr powder // Powder Technol. – 2009. – Vol. 189. – p. 433–438.
4.Evolution of surface microstructure of Cu–50Cr alloy treated by high current pulsed electron beam / L.J. Chai, Z.M. Zhou, Z.P. Xiao, J. Tu, Y.P. Wang, W.J. Huang // Sci. China Technol. Sci. – 2015. – Vol. 58. – p. 462–469.
5.Laser additive manufacturing of contact materials / S. Szemkus, B. Kempf, S. Jahn, G. Wiehl, F. Heringhaus, M. Rettenmayr // J. of Mater. Proc. Techn. – 2018. – Vol. 252. – P. 612–617.
6.Sintering mechanisms of Cu–Cr metallic compo­sites / A. Papillon, J.-M. Missiaen, J.-M. Chaix, S. Roure, H. Schellekens // Int. J. of Refract. Metals and Hard Mater. – 2017. – vol. 65. – P. 9–13.
7.Müller R. Arc-melted CuCr alloys as contact materials for vacuum interrupters // Siemens Forsch.-u. Entwickl. - Ber. – 1988. – Bd. 17, № 3. – P. 105–111.
8.Гринвуд А. Применение вакуумной дуги // Вакуумные дуги. – М.: Мир, 1982. – С. 385–426.
9.Contact materials for vacuum switch devices / F. Heitzinger [et al.] // IEEE Trans. Plasma Sci. – 1993. – Vol. 21, № 5. – P. 447–453.
10.Li W.P., Thomas R.L., Smith R.R. Effect of Cr content on interruption ability of CuCr contact materials / Proc. 19th Int. Symp. Disch. El. Insul. Vacuum, Xi’an. – 2000. – Р. 380–382.
11.Liquid phase separation and the aging effect on mechanical and electrical properties of laser rapidly solidified Cu100−xCrx Alloys / Song-Hua Si, Hui Zhang, Yi-Zhu He, Ming-Xi Li  [et al.] // Metals. – 2015. – Vol. 5(4). – P. 2119–2127.
12.Shi-xin XIU, Ren Yang, Jun Xue, Jin-xing Wang. Properties of vacuum cast CuCr25 and CuCr25Te contact material // Trans. of Nonferrous Metals Soc. of China. – 2009. – Vol. 19(2). – P. 444–447.
13.Sintering mechanisms of Cu–Cr metallic compo­sites / A. Papillon, J.-M. Missiaen, J.-M. Chaix, S. Roure, H. Schellekens  // Int. J. of Refract. Metals and Hard
Mater. – 2017. – Vol. 65. – P. 9–13.
14.Investigation on the chemical reactions affecting the sinterability and oxide content of Cu–Cr composites
during the solid state sintering process / A. Papillon, S. Roure, H. Schellekens, Jean-Michel Missiaen [et al.] // Materials & Design. – 2017. – Vol. 113. – P. 353–360.
15.Васин В.А., Невровский В.А. Вопросы технологии изготовления медно-хромового контактного материала // Научные труды МАТИ. – 2007. – Вып. 13(85). – С. 50–52.
16.Дульнев Г.И., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. – М.: Энер­гия, 1979. – 264 с.
17.Zhang Tie, He Junjia, Zan Jiyan. Electrical conductivity of CuCr alloys // Proc. 19th Int. Symp, Disch. El.
Insul. Vacuum, Xi’an. – 2000. – Р. 738–740.
18.The influence of microstructural features on the electrical conductivity of solid phase sintered CuCr composites / K.V. Klinski-Wetzel, C. Kowanda, M. Heilmaier, F.E.H. Mueller // J. of Alloys and Comp. – 2015. – Vol. 631. – Р. 237–247.
19.Microstructure formation and resistivity change in CuCr during rapid solidification / U. Hauf, A. Kauffmann, S. Kauffmann-Weiss, A. Feilbach, M. Boening, F.E.H. Muel­ler, V. Hinrichsen, M. Heilmaier // Metals. – 2017. – Vol. 7(11). – Р. 478.
20.Медно-хромовый композит для контактов вакуумной электрокоммутационной аппаратуры / В.Н. Анциферов, В.А. Васин, В.А. Невровский, А.А. Сметкин // Теория и практика технологии производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов: тр. 4-й Междунар. конф. – М.: Знание, 2006. – C. 708–712.

В связи с резким снижением спроса на глиноземистые цементы с высоким содержанием вяжущих веществ производства Пашийского металлургическо-цементного завода в целях сохранения действующих объемов производства исследована возможность использования продукта с целью производства пропантов для гидроразрыва пласта. Методом механической грануляции предварительно модифицированного и пластифицированного глиноземистого сырья с высоким содержанием вяжущих веществ получен пропант с низкой насыпной плотностью и комплексом функциональных свойств, отвечающих требованиям ГОСТ Р51761–2013 для скважин средней и большой глубин. Проведен выбор модификатора и экспериментально определены оптимальные технологические параметры (количество модификатора, режимы грануляции, температура обжига) для получения пропанта на основе глиноземистого сырья. В соответствии с требованиями ГОСТ Р51761–2013 определены основные функциональные свойства полученного пропанта: насыпная плотность, форма частиц, сопротивление раздавливанию, химическая стойкость и фазовый состав полученного материала. Насыпная плотность определялась весовым методом. Параметры формы и размеры частиц исследовались на оптическом микроскопе с применением программы анализа изображений «ВидеоТест-Структура». Сопротивление раздавливанию определялось после нагружения и выдержки пробы на гидравлическом прессе с последующим определением количества разрушенных частиц; химическая устойчивость – по изменению массы после травления в стандартных травителях; фазовый состав – с применением методов рамановской спектроскопии и рентгенофазового анализа. Установлено, что после модифицирования и пластификации сырья возможно гранулирование полученной смеси с получением необходимой формы и размеров, обжиг полученных гранул возможно проводить при более низких значениях температуры с получением требуемого комплекса функциональных свойств.

Ключевые слова: гидравлический разрыв пласта, пропант, глиноземистое сырье, модификация, пластифицирование, механическая грануляция, спекание (обжиг), округлость, сферичность, химическая стойкость, прочность, фазовый состав.

Ярмонов Андрей Николаевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: yarmonov@pm.pstu.ac.ru.

1. Пропант, способ его получения и способ гидравлического разрыва пласта с использованием полученного пропанта: пат. 2383578 Рос. Федерация: МПК C09K8/80 C04B35/64 E21B43/267 / Ферреро Силва Х.Р. (VE), Першикова Е.М (RU); заяв. и патентообл. Шлюмберже Текнолоджи Б.В. (NL). – № 2008115420/03;
заявл. 18.09.07; опубл. 10.03.10. Бюл. № 7. – 10 с.

2. Open-channel fracturing / Emmanuel d’Huteau, M. Gillard, M. Miller, A. Peña, J. Johnson, M. Turner, O. Med­­vedev, T. Rhein, D. Willberg // A Fast Track to Production. Oilfield Review. – Autumn 2011. – Vol.  23, № 3. –
P. 4–21.

3. Гидроразрыв пласта как способ разработки низкопроницаемых коллекторов / С.И. Кудряшов, С.И. Бачин, И.С. Афанасьев, А.Р. Латынов, А.В. Свешников, Т.С. Усманов, А.Г. Пасынков, А.Н. Никитин // Нефтяное хозяйство. – 2005. – № 3. – 80 с.

4. Девяшина Л.П. Алюмосиликатные керамические пропанты на основе глиносодержащего сырья: дис. ... канд. техн. наук: 05.17.11. – Томск, 2017. – 191 с.

5. Решетова А.А. Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов. Керамические пропанты на основе природного алюмосиликатного сырья: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Томск, 2009. – 20 с.

6. Proppants for shale gas and oil recovery: engineering ceramics for stimulation of unconventional energy resources / J.R. Hellmann, B.E. Scheetz, W.G. Luscher, D.G. Hartwich,  R.P. Koseski // Bull. of the American Ceramic Soc.  – 2014. – Vol. 93(1). – P. 28–35.

7. A comprehensive review on proppant technologies / Feng Liang, Mohammed Sayed, Ghaithan A. Al-Muntasheri, Frank F. Chang, Leiming Li // Petroleum. – 2016. – № 2. – Р. 26–39.

8. Montgomery C.T., Smith M.B. Hydraulic fractu­ring. History of an enduring technology // J. Pet. Technol. – December 2010. – P. 26–41.

9. Zoveidavianpoor M., Gharibi A. Application of polymers for coating of proppant in hydraulic fraturing of subterraneous formations: a comprehensive review // J. Nat. Gas Sci. Eng. – 2015. – Vol. 24. – P. 197–209.

10. Boyun Guo, Xinghui Liu, Xuehao Tan. Petroleum production engineering / Gulf Professional Publishing. – 2017. – 750 p.

11. Ottestad E. Proppants, properties and requirement / NTNU. – 2013.

12. Cпособ изготовления магнийсиликатного пропанта и пропант: пат. 2476478 Рос. Федерация; МПК C09K 8/80 C04B 35/622 / Пейчев В.Г. (RU), Плинер С.Ю. (RU), Шмотьев С.Ф. (RU), Сычев В.М. (RU); заяв. и патентообл. ООО «ФОРЭС» (RU). – № 2011138571/03;
заявл. 21.09.2011; опубл. 27.02.2013. Бюл. № 6. – 8 с.

13. Пропант и способ его получения: пат. 2392295 Рос. Федерация; МПК С09К8/80 С04В35/64 / Можжерин В.А. (RU), Сакулин В.Я. (RU), Мигаль В.П. (RU), Новиков А.Н. (RU), Салагина Г.Н. (RU), Штерн Е.А. (RU), Симановский Б.А. (RU), Розанов О.М. (RU); заяв. и патентообл. ООО «Боровичский комбинат огнеупоров» (RU). – № 2009102735/03; заявл. 27.01.2009; опубл. 20.06.2010. Бюл. № 17. – 8 с.

14. Glass-ceramic proppants from sinter-crystallisation of waste-derived glasses / N. Toniolo, A.R. Romero,
M. Marangoni, M. Binhussain, A.R. Boccaccini, E. Ber­nardo // Adv. in Appl. Ceram. – November 2017. –
Р. 127–132.

15. Лобовиков Д.В., Матыгуллина Е.В. Получение композиционных гранулированных материалов в планетарном грануляторе. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. – 153 с.

16. Государственный реестр 32099-12: Спектрометры Senterra 532, Senterra 785, Senterra L [Электронный ресурс]: Измерительное оборудование. – URL: https://all-pribors.ru (дата обращения: 07.06.2018).

17. Ермаков С.С., Вязников Н.Ф. Порошковые стали и изделия. – Л.: Машиностроение, 1990. – 319 с.

18. Anorthite R060082: Database of Raman spectro­scopy. – URL: http://rruff.info (accessed 15 June 2018).

19. Dickite R060298: Database of Raman spectro­scopy. – URL: http://rruff.info (accessed 15 June 2018).

20. Tridymite R040143: Database of Raman spect­ro­scopy. – URL: http://rruff.info (accessed 15 June  2018).

Отличительной способностью ультравысокотемпературной керамики является ее способность подвергаться длительному воздействию окислительных сред при температуре до 2000 °С, не теряя свои прочностные характеристики. Именно это свойство делает данный вид материалов перспективным для использования в аэрокосмической и энергетической промышленности.

Одними из наиболее известных ультравысокотемпературных материалов являются бориды на основе циркония и гафния, дисперсно-упрочненные частицами карбида кремния и тугоплавких соединений (силицидов, карбидов, нитридов).

На данный момент диборид циркония является одним из наиболее известных материалов среди ультравысокотемпературной керамики за счет его высокой температуры плавления (3245 °С), высокой теплопроводности, хорошей термостойкости, низкого коэффициента теплового расширения, удержания прочности при повышенных значениях температуры и стабильности в экстремальных средах.

Исследовано влияние редкоземельных элементов на процессы спекания материалов на основе ZrB2–SiC (20 об.%), полученных методом плазменного искрового спекания. На установке плазменного искрового спекания при температуре 1700 °С получены композиционные керамические материалы на основе ZrB2–20об.%SiC с добавлением оксидов редкоземельных элементов, содержание которых варьировалось от 0 до 5 об. %. Продолжительность изотермической выдержки составляла 3–5 мин, давление прессования 30 МПа. Установлено, что увеличение времени изотермической выдержки приводит к снижению пористости. Исследовано влияние содержания добавок оксидов редкоземельных элементов на процессы уплотнения при спекании ультравысокотемпературной керамики на основе ZrB2–SiC, микроструктуру и фазовый состав.

Ключевые слова: диборид циркония,  карбид кремния, оксиды редкоземельных элементов, искровое плазменное спекание, ультравысокотемпературная керамика, микроструктура, рентгенофазовый анализ, лазерная дифракция света, окислительная стойкость, термическая стойкость.

Кульметьева Валентина Борисовна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; e-mail: keramik@pm.pstu.ac.ru.

Порозова Светлана Евгеньевна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; e-mail: keramik@pm.pstu.ac.ru.

Чувашов Вячеслав Эдуардович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; e-mail: slavachuvashov@yandex.ru.

Ябуров Максим (Пермь, Россия) – студент ка­федры материалов, технологий и конструирования машин Пермского национального исследовательского политехнического университета; e-mail: keramik@ pm.pstu.ac.ru.

1. Ультравысокотемпературная керамика для авиа­ционно-космической техники / О.Н. Григорьев, Г.А. Фро­лов, Ю.И. Евдокименко [и др.] // Авиационно-космическая техника и технология. – 2012. – № 8(95). – C. 119–128.
2. Numerical simulation for thermal shock resistance of ultra high temperature ceramics considering the effects of initial stress field / Weiguo Li, Tianbao Cheng, Dingyu Li, Daining Fang [et al.] // Adv. in Materials Sci. and Eng. – 2011. – P. 1–7.
3. Oxidation of ZrB2–SiC ceramics under atmospheric and reentry conditions / A. Chamberlain, W. Fahrenholtz, G. Hilmas, D. Ellerby // Refractory applications Transac­tions. – 2005. – Vol. 1, no. 2. – P. 2–8.
4. Bellosi A., Monteverde F. Fabrication and properties of zirconium diboride-based ceramics for UHT applications // Hot Structures and Thermal Protection Systems for Space Vehicles: Proc. 4th. European Workshop. 26–29 November. Palermo, Italy. – 2002. – P. 65–71.
5. Justin J.F., Jankowiak A. Ultra high temperature ceramics: densification, properties and thermal stability // AerospaceLab Journal. – 2011. – Iss. 3. – P. 1–11.
6. Processing and properties of ultra-refractory composites based on Zr- and Hf-borides: state of the art and perspectives / A. Bellosi, S. Guicciardi, V. Medri, F. Monteverde [et al.] // Boron rich solids: sensors, ultra high temperature ceramics, thermoelectrics, armor / еds.: N. Or­lov­skaya and M. Lugovy. – 2011. – P. 147–160.
7. Балкевич Л.В. Техническая керамика. – 2 изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1984. – 256 с.
8. Low-temperature processing of ZrB2–ZrC composites by reactive hot pressing / L. Rangaray, S.J. Su­recha, C. Divakar, V. Jayaram // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2008. – Vol. 39(7). – P. 1496–1505.
9. W-W. Wu, Zh. Wang, Y-M. Kan. ZrB2–MoSi2 composites toughened by elongated ZrB2 grains via reactive hot pressing // Scripta Mater. – 2009. – Vol. 61, iss. 3. – P. 316–319.
10. Reactive hot pressing of ZrB2-SiC composites / Guo-Jun Zhang, Zhen-Yan Deng, Naoki Kondo [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. – 2000. – Vol. 83, iss. 9. –P. 2330–2332.
11. Guo, Shuqi. Reactive hot-pressing of platelet-like ZrB2–ZrC–Zr cermets: Processing and microstructure // Ceramics Int. – 2014. – Vol. 40, no. 8. – P. 12693–12702.
12. Fabrication and properties of HfB2-MoSi2 composites produced by hot pressing, pressureless sintering and spark plasma sintering / D. Sciti, L. Silvestroni, A. Bellosi // J. Mater. Res. – 2006. – Vol. 21, no. 6. – P. 1460–1466.
13. Перевислов С.Н., Несмелов Д.Д., Томкович М.В. Получение материалов на основе SiC и Si3N4 методом высокоимпульсного плазменного спекания // Вестник Нижегородского уни­верситета им. Н.И. Лобачевского. Физика твердого тела. – 2013. – № 2 (2). – C. 107–114.
14. The synthesis and consolidation of hard materials by spark plasma sintering / Dustin M. Hurbert, Dontao Jiang, Dina V. Dudina [et al.] // Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2009. – Vol. 27, iss. 2. – P. 367–375.
15. Ultra High Temperature Ceramic Composites / M.J. Gasch, D.T. Ellerby, S.M. Johnson // Handbook of Ceramic Composites / ed. N.P. Bansal; Kluver Academic Publishers, NY, USA. – 2005. – P. 197–224.
16. Enhanced oxidation resistance of ZrB2/SiC composite through in situ reaction of gadolinium oxide in patterned surface cavities / J. Gozalez-Julian, O. Cedillos-Barraza, S. Döring [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. – 2014. – Vol. 34, no. 16. – P. 4157–4166.
17. UHTC composites for hypersonic applications / A. Paul, D.D. Jayaseelan, S. Venugopal, E. Zapata-Solvas [et. al.] // American Ceramic Society Bulletin. – 2012. – Vol. 91, no. 1. – P. 22–28.
18. Thermal and mechanical properties of crack-desighed thick lanthanum zirconate coating / Sophi B. Weber, Hilde L. Lein, Tor Grande, Mari-Ann Einarsrud // J. Eur. Ceram. Soc. – 2014. – Vol. 34. – P. 975–984.
19. Synthesis of nanostructured La2Zr2O7 by a non-alkoxide sol-gel method: From gel to crystalline powder / Shengxue Wang, Wei Li, Song Wang, Zhaohui Chen // J. Eur. Ceram. Soc. – 2015. – Vol. 35, no. 1. – Р. 105–112.
20. Effect of rare earth oxides on sintering behavior and microstructure of ZrB2–SiC ceramics / X. Li, J. Han, X. Zhang, X. Luo // Key Engineering Materials. – 2008. – Vol. 368–372. – P. 1740–1742.
21. Effects of Re2O3 (Re = La, Nd, Y and Yb) addi­tion in hot-pressed ZrB2–SiC ceramics / W.-M. Guo, J. Vleu­gels, G.-J. Zhang, P.-L. Wang, O.V. der Biest // J. Eur. Ceram. Soc. – 2009. – Vol. 29, iss.14. – P. 3063–3068.
22. Получение ультравысокотемпературных материалов спеканием композиций на основе боридов циркония и гафния / Ю.Б. Лямин, В.З. Пойлов, Е.Н. Прямилова, О.В. Жакова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2016. – Т. 18, № 1. – С. 147–159.