Получены покрытия из гетерофазного потока электролита железнения путем добавки в раствор сернокислого кобальта (СоSO₄). Гетерофазный поток получали на специально собранной установке в лабораторных условиях. Толщину нанесенных покрытий варьировали в пределах 0,3 ‒ 0,4 мм. В качестве основы использовали образцы из стали марки Ст3 размером 30 × 30 × 1,5 мм. Метод оптической микроскопии использовали для визуального наблюдения полученных покрытий. Определение дефектов структуры подложки и переходного слоя осуществляли рентгенноструктурным анализом рентгеннограмм, полученных на дифрактометре ДРОН-7 в медном излучении с применением бето-селективного фильтра от атомных плоскостей (110), (211). Размер блоков, плотность дислокаций и микроискажения оценивали с использованием формулы П.Б. Хирша в пакете приложений PDWin. Для построения графических уравнений использовали методы математического анализа. Опытные данные обрабатывали методами математической статистики. Эксперименты проводили по плану ЦКР 2³. Обработку результатов эксперимента осуществляли по стандартной методике. На основании исследований были получены уравнения, которые адекватно описывают зависимость субмикроструктурных параметров покрытий от режимов электролиза. Полученные результаты исследования позволяют получать покрытия с необходимыми физико-механическими свойствами: размер блоков мозаики, плотность дислокации, микроискажения кристаллической решетки, микротвердость, износостойкость. На основании графических представлений получили, что изменяемые параметры электролиза ограничены. Для получения прочных и износостойких покрытий необходимо ограничить скорость до 4 ‒ 6 м/с, катодный ток не более 200 ‒ 300 А/дм², а содержание сернокислого кобальта имеет граничное значение 90 ‒ 100 г/л. Выявлено, что если увеличить содержания сернокислого кобальта в электролите, то изменений в субмикроструктуре не происходит, а значит нет влияния на физико-механические свойства.

Приведены результаты исследования структуры, нанотвердости и модуль упругости наплавленного металла с помощью порошковой проволоки EnDOtec DO*15 с элементным составом Fe ‒ Cr ‒ Mo ‒ W. Покрытие наносили с помощью сварочного трактора ASAW-1250 на стальные пластины марки 09Г2С в три слоя для предотвращения смешивания наплавляемого металла с подложкой. В структуре наплавленного слоя выявлен игольчатый мартенсит. Энергодисперсионный анализ (ЭДС) проводился с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), при анализе в наблюдаемых включениях выражено повышенное содержание серы, марганца, углерода и кислорода. По границам зерен наблюдали повышенную концентрацию карбидообразующих элементов хрома, ванадия, молибдена и вольфрама. Анализ переходного слоя в области границы между подложкой и наплавкой показывает более выраженную концентрацию карбидообразующих элементов в области наплавки. В этом же слое наблюдаются крупные включения (до 25 мкм) с высоким содержанием углерода. Нанотвердость и модуль упругости измеряли методом инструментального индентирования на приборе НаноСкан-4D, оснащенном индентором Берковича. По измеренным данным нанотвердости при нагрузках 100, 150 и 200 мН можно сделать вывод, что средняя нанотвердость и модуль упругости наплавки растут по мере смещения к верхнему слою наплавленного материала. Средняя нанотвердость исследуемого материала при режиме нагружения от 5 до 1500 мН составляет 4,82 ± 1,44 ГПа, а модуль упругости ‒ 59,62 ± 9,19 ГПа.

На основе топологического метода сформирована математическая модель процесса ошлакования футеровки кислородного конвертера с применением специальной гарнисажной фурмы. Построена диаграмма связей системы фурма – газопорошковая смесь – шлак – футеровка конвертера, на основании которой получена аналитическая форма рассматриваемой модели в виде системы уравнений. Аналитические уравнения после их приведения к каноническому виду позволяют моделировать динамику основных параметров нанесения шлакового гарнисажа по ходу процесса. С использованием разработанной модели применительно к условиям промышленного большегрузного конвертера определены расчетные изменения давления и расхода газа по участкам подводящих трубопроводов и фурмы, а также скорости движения шлаковой эмульсии при реализации процесса ошлакования футеровки. Сравнительный анализ расчетных значений параметров процесса нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертера с измеренными фактическими значениями параметров работы промышленного конвертерного агрегата подтвердил адекватность разработанной модели. По результатам моделирования определены закономерности изменения давления и расхода азота, скорости движения шлака по ходу процесса ошлакования футеровки, которые свидетельствуют о наличии режима работы с периодом пульсаций порядка 3 с и присутствием периодического изменения амплитуд. Полученные результаты численного моделирования являются теоретической базой для совершенствования технологических режимов газопорошковой раздувки шлака на стенки конвертера с целью повышения показателей качества формируемого гарнисажного покрытия, снижения энергетических и материальных затрат.

Силициды ниобия являются перспективными материалами для создания высокотемпературных композитов и жаропрочных сплавов, способных работать в экстремальных условиях. Уникальные свойства (высокая температура плавления, химическая инертность, термическая стабильность и стойкость к окислению) делают их востребованными в различных промышленных приложениях, включая компоненты, подверженные износу, и термостойкие покрытия. Механическая активация представляет собой эффективный метод механохимического синтеза тугоплавких силицидов, позволяющий получать новые соединения. Характеристики механоактиватора, параметры режима работы и состав исходной смеси играют ключевую роль в эффективности процесса, определяя скорость реакций и фазовый состав конечного продукта. Проведено исследование влияния диаметра измельчающих шаров и времени механической активации на формирование силицидов ниобия при механохимическом синтезе непосредственно из промышленных отходов. Это направление исследований актуально, поскольку позволяет перерабатывать отходы ниобия и кремния, снижая производственные затраты и экологическую нагрузку. Количественно определены изменения массовых долей исходных компонентов (кремния и ниобия) и образовавшихся фаз силицидов (NbSi₂ и Nb₅Si₃) в зависимости от времени активации. Результаты исследования подтвердили пригодность промышленных отходов ниобия и кремния в качестве сырья для синтеза силицидов. Определены оптимальные условия механической активации, позволившие получить порошковую смесь с содержанием силицидов ниобия до 40 мас. %. Полученные материалы продемонстрировали потенциал для применения в составе полимерных электропроводящих покрытий, используемых в качестве электрических нагревателей, антистатических экранов и защиты от электромагнитного излучения. Полученные зависимости электрического сопротивления от температуры нагрева указывают на существование температурно-зависимых процессов, влияющих на проводимость полимерных композитов. Наиболее выраженное снижение сопротивления, свидетельствующее о формировании проводящей структуры, наблюдается в диапазоне 150 ‒ 200 °C, что подчеркивает перспективность разработанных материалов для создания эффективных теплопроводящих элементов и систем защиты от электромагнитных помех.

Актуальность исследования обусловлена неудовлетворительным техническим состоянием очистных сооружений г. Кызыл, недостаточной мощностью существующих систем и нестабильностью биологической очистки по ряду показателей (фосфаты, хром, фенолы), что создает угрозу загрязнения водных объектов. Перспективным решением без кардинальной реконструкции схемы является внедрение сорбционной доочистки с использованием отечественных углеродных материалов. Исследован углеродный сорбент, синтезированный щелочной активацией (KOH, 800 °С) каменного угля марки Ж Элегестского месторождения. Методами низкотемпературной азотной порометрии (БЭТ, t-plot, BJH, DFT) установлена бипористая иерархическая структура с аномально высокой удельной поверхностью (1967,94 м²/г), преобладанием мезопор (2 – 4 нм) и общим объемом пор 1,0647 см³/г. В статических условиях (доза 3,0 г/л, 60 мин) проведена доочистка реальных сточных вод левобережных очистных сооружений г. Кызыл после биологической ступени. Установлено, что сорбционный этап нивелирует недостатки биоочистки, обеспечивая высокую эффективность извлечения АПАВ (до 97,0 %), фенолов (81,7 %), марганца (83,3 %) и взвешенных веществ (71,9 %). По взвешенным веществам и марганцу остаточные концентрации приближаются к нормативам рыбохозяйственных водоемов. При этом выявлены селективные ограничения: умеренная эффективность в отношении нитратов (33,0 %) и крайне низкая ‒ в отношении фосфатов (9,4 %), что обусловлено анионной природой данных соединений и отсутствием специфических ионообменных центров на поверхности сорбента. Это указывает на необходимость комбинирования сорбционной доочистки с другими технологическими методами для удаления биогенных элементов. Полученные результаты подтверждают перспективность использования тувинских углей для импортозамещения дорогостоящих сорбентов в удаленных регионах Сибири, а также позволяют обосновать технологические решения по совершенствованию существующей схемы очистки сточных вод.