Главная – Журналы – Поиск по журналам

Проведенное исследование относится к работам по получению консолидированных материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) с последующим компактированием горячих продуктов (СВС-компактирование). Методом СВС-компактирования механически активированных смесей порошков Ni и Ti получены беспористые образцы никелида титана диаметром 70 мм и толщиной 8 мм. Горение смеси Ni + Ti проводили в реакционной пресс-форме без предварительного нагрева и защитной среды. Исследовано влияние механоактивации в шаровой мельнице на характеристики смесей и параметры горения. Анализ микроструктурных характеристик показал, что увеличение реакционной способности МА-смесей Ni + Ti и осуществление экзотермического взаимодействия в режиме СВС обусловлены уменьшением размера кристаллитов в частицах Ni, увеличением в них плотности дислокаций и образованием композитных частиц Ti-Ni. Максимальная температура горения реакционной смеси - 1 150 °C, средняя скорость горения - 3.5 см/с. Основными фазами синтезированного сплава являются Ti₂Ni, NiTi и Ni₃Ti. Прочность образцов при сжатии - 1 350 МПа, микротвердость по Виккерсу - 11.1 ± 1.2 ГПа.

Проведено исследование влияния механической активации и количества связки Fe + Co + Cr на скорость и максимальную температуру горения, удлинение образцов в процессе горения, размер композитных частиц и выход смеси после активации, фазовый состав и морфологию продуктов синтеза в системе Ni-Al-(Fe-Co-Cr). Механоактивация смеси Ni + Al + x(Fe + Co + Cr) позволила реализовать горение образцов при комнатной температуре при содержании связки Fe + Co + Cr до 40 %. Активация смесей увеличила скорость и температуру горения, удлинение образцов продуктов и их пористость, уменьшила их прочность. Возрастание содержания связки Fe + Co + Cr в активированной смеси Ni + Al + x(Fe + Co + Cr) привело к увеличению выхода смеси после механоактивации, уменьшению размера композитных частиц и удлинению образцов продуктов синтеза. Зависимость скорости горения активированных смесей от содержания связки Fe + Co + Cr немонотонна, имеет максимум при содержании связки 10 %. Методом СВС синтезированы высокоэнтропийные сплавы - твердые растворы на основе интерметаллидов NiAl и Ni₃Al.

Описывается получение композиционных материалов с алюминиевой матрицей, содержащих частицы металлического стекла состава Fe₆₆Cr₁₀Nb₅B₁₉, путем последовательного применения механической активации исходных порошков в планетарной мельнице и электроискрового спекания. В ходе спекания при 540 °C происходит полное или частичное превращение частиц металлического стекла в интерметаллидное соединение Fe₄Al₁₃. Композиционные материалы, спеченные из смеси Al + 20 (об.) % Fe₆₆Cr₁₀Nb₅B₁₉, характеризуются анизотропией механических свойств: предел текучести при сжатии, микротвердость и деформация при разрушении в направлении прессования при спекании составляют 550 МПа, 200 HV и 14.2 % соответственно, в то время как в направлении, перпендикулярном направлению прессования, данные характеристики составляют 740 МПа, 250 HV и 2.2 %.

Изучался состав продуктов сгорания в воздухе при атмосферном давлении гипофосфита кальция Ca(H₂PO₂)₂ c окислителями - нитратами либо нитритами натрия или калия. Синтез проводился с целью получить двойной фосфат состава Na(K)CaPO₄. Готовились смеси порошков с нулевым кислородным балансом, для этого при необходимости вводили дополнительное количество нитрата аммония. Фазовый состав конденсированных продуктов сгорания исследовали методом рентгенофазового анализа. Смеси устойчиво горели при атмосферном давлении с выделением аэрозоля P₄O₁₀. Продукты сгорания представляли собой оплавленные частицы белого цвета размером до 1 мм. В конденсированных продуктах сгорания обнаружены двойные фосфаты NaCaPO₄, Na₂CaP₂O₇, K₂CaP₂O₇, KCaPO₄ и пирофосфаты кальция Ca₂P₂O₇.

Разработана физико-математическая модель фильтрации природного газа в метаноносных угольных пластах, в основе которой лежит принцип совместного взаимодействия геомеханических и газодинамических факторов в технологическом процессе дегазации. Выполнен расчет фильтрации метана и установлено, что причинами снижения дебита являются рост напряженного состояния вокруг добычных скважин, изменение запирающего давления газа в трещинах и порах, а также пьезопроводность массива.

В рамках упругопластической модели предложена методика теоретического описания мульд сдвижения земной поверхности с высокими градиентами оседаний. Подход основан на снижении модуля сдвига породного массива, приуроченного к краевой части мульды сдвижения. Предпосылкой к ослаблению модуля сдвига на этих участках является повышенная техногенная нагрузка, которая обусловливает формирование зон нарушенности, увеличение дефектности горных пород за счет раскрытия микротрещин, межзеренных контактов и т. д. Методика определения коэффициента техногенного ослабления модуля сдвига базируется на сопоставительном анализе наклонов земной поверхности. Реализация данного подхода позволяет достоверно отразить в расчетах процесс сдвижения земной поверхности с высокими градиентами оседаний и обеспечивает адекватные оценки напряженно-деформированного состояния подработанного массива, включая локализацию зон пластического деформирования.

На основе модели градиентного типа решена краевая задача о перераспределении напряжений в массиве при прохождении горной выработки. Использована упругопластическая модель горной породы с учетом локальной неоднородности. При описании кинематики условие гладкости поля перемещений существенно ослаблено - вместо одного гладкого поля смещений в плоском случае кинематика описывается двумя независимыми гладкими полями. Как следствие, модель содержит структурный параметр, включающий размерность длины и описывающий локальные изгибы элементарных объемов. Даны примеры расчетов развития пластических деформаций в приконтурной зоне массива, определены области повышенной концентрации напряжений. Показано, что учет локальных изгибов приводит, с одной стороны, к уменьшению пластических сдвигов в приконтурной зоне, с другой - к более глубокому распространению вглубь массива областей высокой концентрации напряжений.

Рассмотрены возможные причины осадки поверхности над заброшенными угольными шахтами, разрабатываемыми камерно-столбовым методом. На примере заброшенной угольной шахты, принадлежащей компании South Eastern Coalfields Ltd, проведен расчет коэффициента запаса прочности целиков и определена их устойчивость с помощью моделирования методом конечных элементов и методом Монте-Карло.

Рассмотрена оценка абразивности песка при регистрации непрерывной акустической эмиссии во время проведения теста LCPC, предусматривающего дробление вращающейся прямоугольной крыльчаткой пробы массой 500 г в металлическом стакане. Информативными параметрами выступали средние амплитуды спектров сигналов акустической эмиссии, усредненные по ряду реализаций в разные моменты времени дробления и в шести полосах частот от 2 до 500 кГц. Получены коэффициенты уравнений множественной регрессии, позволяющие по усредненным амплитудам спектральных составляющих рассчитывать износ режущего инструмента и показатель абразивности LAC для разных времен дробления пробы. Данный метод может использоваться при проходке тоннелей с помощью тоннельных буровых машин, бурении скважин и в других приложениях для оперативного контроля абразивности грунтов и износа режущего инструмента с целью его своевременной замены.

Использована классификация угольных пластов, содержащих твердые включения, согласно которой все шахтопласты подразделяются на три группы в зависимости от размеров и содержания в пласте включений. Выявлено, что характер разрушения, формирование и величина максимальных нагрузок зависят от минералогического типа включений. Карбонатные и пиритные включения разрушаются несколькими сколами, карбонатно-пиритные, как правило, одним. При разрушении пиритных включений нагрузки на резце примерно в 1.6 - 1.7 раза выше по сравнению с нагрузками при перерезании карбонатных включений. Установлено пять основных типов взаимодействия резца с твердым включением: краевое и центральное перерезание; касание; вырыв; извлечение твердого включения. Самые большие нагрузки возникают при перерезании твердых включений, поэтому они должны учитываться в расчетах параметров исполнительных органов выемочных машин и трансмиссий к ним.