Введение
1 Литературный обзор 13
1.1 Состав, свойства и области применения композиционных порошков и материалов на основе карбида титана с металлической связкой 13
1.2 Способы получения композиционных порошков и материалов на основе карбида титана и железа 19
1.3 Теоретические основы и применение СВС 28
1.4 Способы восстановления железа из его оксидов 31
1.4.1 Металлотермия 31
1.4.2 Восстановление железа неметаллами 37
1.5 Закономерности протекания СВС в системе Ti-C 44
1.6 Гранулирование в СВС-процессах 48
1.7 Выводы 50
2 Исходные материалы и методы исследования 53
2.1 Характеристика исходных материалов для синтеза керамико-металлических композиционных порошков 53
2.2 Приготовление смесей для получения порошков композитов 59
2.2.1 Приготовление смесей для получения порошков композитов с использованием реакции восстановление железа алюминием 59
2.2.2 Приготовление смесей для получения порошков композитов с использованием реакции восстановление железа углеродом 60
2.3 Грануляция исходной шихты 60
2.4 Методика проведения синтеза 62
2.5 Измерение температуры горения СВС-процесса 63
2.6 Размол и просев продуктов реакции 65
2.7 Оборудование для исследования абразивных свойств порошков 66
2.8 Оборудование для газотермического напыления покрытий 67
2.9 Методы анализов продуктов реакции 68
2.10 Выводы 69
3 Термодинамические расчеты 70
3.1 Цель и методика проведения термодинамических расчетов 70
3.2 Термодинамический анализ процесса образования композита при восстановлении железа алюминием 71
3.2.1 Термодинамический анализ реакции восстановления железа алюминием из гранулированной шихты 71
3.2.2 Термодинамический анализ реакции образования карбида титана из гранулированной шихты 72
3.3 Термодинамический анализ процесса образования композита при восстановлении железа углеродом 74
3.4 Подтверждение термодинамических расчетов реакции образования композита при восстановлении железа углеродом при помощи программы Thermo 81
3.5 Выводы 84
4 Исследование процесса получения порошка композита на основе железа и карбида титана с использованием реакции восстановления железа алюминием 85
4.1 Теоретическая основа разрабатываемого способа. Постановка задач для проведения эксперимента 85
4.2 Влияние состава шихты на протекание реакции и формирование ее продуктов 86
4.3 Влияние размера исходных гранул на протекание реакции и формирование ее продуктов 94
4.4 Сжигание больших масс гранулированной шихты 98
4.5 Измельчение и размол продуктов реакции для получения порошка композита 99
4.6 Выводы 102
5 Исследование процесса получения порошка композита на основе железа и карбида титана с использованием реакции восстановления железа углеродом 104
5.1 Теоретическая основа разрабатываемого способа. Постановка задач для проведения эксперимента 104
5.2 Влияние состава шихты на протекание реакции и формирование ее продуктов 104
5.3 Влияние дисперсности порошка титана и различных модификаций углерода на протекание реакции и формирование ее продуктов 110
5.4 Влияние давления формования реакционной шихты на процесс горения и формирование продуктов 118
5.5 Сжигание больших масс порошковой шихты 120
5.6 Исследование возможности использования железной окалины в качестве источника железа 122
5.7 Выводы 126
6 Исследование возможности практического применения синтезируемых порошков 128
6.1 Сравнение характеристик синтезируемых порошков между собой и с известными материалами 128
6.1.1 Исследование абразивной способности 128
6.1.2 Исследование магнитной способности 129
6.1.3 Сравнение синтезируемых материалов с композитом FeiC, получаемым из элементных порошков 130
6.1.4 Сравнение синтезируемых порошковых материалов 137
6.2 Напыление порошков для получения износостойких покрытий 137
6.2.1 Режимы напыления. Обзор результатов 137
6.2.2 Анализ микроструктуры покрытий 140
6.3 Выводы 151
Заключение 152
Список литературы 155
Приложение. акты о внедрении результатов диссертационной работы 168
