• Руднева Виктория Владимировна
  • 2009
  • 42

Совершенствование плазмометаллургической технологии производства нанопорошков карбида кремния автореферат диссертации для написания диплома, курсовой работы, тема для доклада и реферата

Совершенствование плазмометаллургической технологии производства нанопорошков карбида кремния - темы дипломов, курсовиков, рефератов и докладов Ознакомиться с текстом работы
Специальность ВАК РФ: 05.16.06 — Порошковая металлургия и композиционные материалы
  • Реферун рекомендует следующие темы дипломов:
  • Нанотехнологический подход к созданию материалов с новыми свойствами и развитию высокотехнологических процессов их производства и применения
  • Оценка мирового состояния НИОКР в области нанотехнологии
  • Реферун советует написать курсовую работу на тему:
  • Развитие отечественной наноиндустрии
  • Структура и физико-химические свойства карбида кремния
  • Реферун советует написать реферат на тему:
  • Карбид кремния для модифицирования сплавов
  • Термодинамика плазменного пиролиза метана
  • Реферун предлагает написать доклад на тему:
  • Оптимизация процессов плазменного модифицирования карбида кремния и карбидсодержащей композиции
  • Определение дисперсности и морфологии частиц
  • Закономерности плазмометаллургического производства карбида кремния
Поделиться с друзьями:

Выдержки из автореферата диссертации Руднева Виктория Владимировна, 2009, 05.16.06 — Порошковая металлургия и композиционные материалы

Актуальность работы.

Производство карбида кремния является одним из важнейших в структуре современной металлургии и составляет около 800 тыс. т в год. Крупнейшими сферами использования карбида кремния являются металлургия (около 45 % мирового спроса), производство абразивов (до 30 %) и огнеупоров (до 25 %). Пока маломасштабными по фактическому объему (менее 1 %), но интенсивно развивающимися и имеющими высокую стоимостную оценку, являются рынки сбыта карбидокремниевых порошковых материалов с размером частиц менее 1 мкм (т.н. "микронизированный карбид") и менее 100 нм (т.н. "нанокар-бид"). Введение в обращение карбида кремния в виде нанокарбида открывает новые направления его применения, в том числе для высококачественной керамики, гальваники, поверхностного и объемного модифицирования металлических сплавов и полимеров, создания специальных красочных составов и др. Производителями микронизированного карбида являются предприятия мировых лидеров - компаний "Saint - Gobian" и "Exolon - ESK". Среди производителей нанокарбида - научно-производственные фирмы "Nanostructured & Amorphous Materials, Inc." (США), "Tokyo Tekko Co" (Япония), "Hefei Kaier Nanotechnology & Development Ltd. Co" (Китай), "NEOMAT Co" (Латвия), "PlasmaChem GmbH" (Германия). Структура отраслевого спроса на российском рынке в основном повторяет мировую, но отличается еще большей неразвитостью сегмента карбидокремниевых порошковых материалов специального назначения, что делает актуальным преодоление кризисного состояния на основе нанотехнологического подхода.

В современных условиях освоение нанотехнологий определяет уровень конкурентоспособности государств в мировом сообществе и степень обеспечения их национальной безопасности. Государства, осуществляющие активную деятельность по развитию нанотехнологий, будут являться лидерами мирового сообщества в течении нескольких ближайших десятилетий. В президентской инициативе "Стратегия развития наноиндустрии" от 24 апреля 2007 года отмечается, что "... Россия может и должна сыграть значимую роль в осуществлении наноразработок и продвижении основанных на них инновационных проектов на мировые рынки".

В связи с изложенным инновационное обновление отечественной технологической базы нанокарбида кремния в соответствии с объективно меняющимися производственно-рыночными условиями и требованиями к качеству и номенклатуре, включающее совершенствование плазмометаллургической технологии его производства, является актуальной задачей, соответствующей государственной научно-технической политике, её стратегическим целям и имеющей большое народно-хозяйственное значение. В качестве объекта развития и совершенствования выбрана технология производства нанокарбида кар-бидизацией кремнийсодержащего сырья углеводородами в условиях плазменного потока с последующим рафинированием, разработанная в рамках комплексной научно-технической программы государственного значения "Сибирь" (Постановление ГКНТ и Президиума АН СССР № 385/96 от 13.06.84) под руководством академика РАН М.Ф. Жукова и профессора Г.В. Галевского, вне-

дренная и освоенная в рамках программы MB и ССО РСФСР "Развитие и размещение экспериментально-производственной базы Минвуза РСФСР на 1986 -1990 гг." (Решение ХНО № II - 36 - 36 от 06.07.87) в условиях Экспериментально-опытного производства Сибирского металлургического института (в настоящее время Центр порошковых технологий ГОУ ВПО "Сибирский государственный индустриальный университет" (ЦПТ СибГИУ)).

Работа выполнена в рамках межвузовской инновационной научно-технической программы «Исследования в области порошковой технологии» (Per. №01930008126, 1992-1997 годы); федеральной целевой программы «Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки» (Per. № 01200008297, 1997-2001 годы); по грантам Министерства общего и профессионального образования РФ на проведение фундаментальных исследований в области металлургии (Per. № 01990005928, 01990005931, 19972000 годы); в рамках региональной научно-технической программы социально-экономического развития Кемеровской области «Кузбасс» (Per. №01940004420, 01990005940, 1993-2000 годы); по заданию Министерства образования РФ (Per. № 01200111368, 2001-2003 годы); по заданию Федерального агентства по образованию (Per. №01200503149, 2004-2008 годы); в соответствии с перечнем критических технологий Российской Федерации от 2006 г. -«Нанотехнологии и наноматериалы», «Технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов», приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники Российской Федерации от 2006 г. - «Индустрия наносистем и материалов», основными задачами Программы развития в Российской Федерации работ в области нанотехнологий и наноматериалов до 2015 года; в соответствии с планами НИР и ОКР отраслевых организаций.

Цель работы. Совершенствование плазмометаллургической технологии производства нанопорошков карбида кремния для создания материалов и покрытий с новым уровнем служебных свойств.

Основные задачи.

1) Анализ реализуемой в Центре порошковых технологий СибГИУ плазмометаллургической технологии производства нанокарбида кремния и определение приоритетных направлений её дальнейшего развития и совершенствования в соответствии с объективно меняющимися производственно-рыночными условиями, требованиями к качеству и номенклатуре продукции.

2) Разработка и освоение инновационной технологии плазмометаллурги-ческого производства нанокарбида кремния и композиций на его основе, включающей плазменный синтез с использованием нового кремний- и углеродсо-держащего сырья и плазменное модифицирование (обработку в плазменном потоке) карбида.

3) Выбор нового кремний- и углеродсодержащего сырья для плазмоме-таллургического производства нанокарбида кремния и его физико-химическая аттестация.

4) Исследование и совершенствование реактора для плазмометаллурги-ческого производства нанокарбида кремния.

5) Научное обоснование и экспериментальное исследование плазменных процессов: термодинамический и кинетический анализы, изучение механизма карбидообразования, определение связи управляющих параметров с основны-

ми физико-химическими характеристиками нанокарбида кремния и карбидсо-держащих композиций.

6) Разработка математической модели плазменных процессов синтеза и модифицирования, интегрирующей стадии испарения дисперсного сырья и карбидизации.

7) Исследование физико-химических свойств нанокарбида кремния, выявление их размерной зависимости, определение условий достижения и сохранения требуемого химического состава и наноуровня.

8) Определение условий эффективного применения нанокарбида кремния в технологии керамики, гальваники и поверхностного модифицирования.

9) Разработка на основе систематизации, критического анализа и обобщения результатов математического моделирования, теоретических и экспериментальных исследований положений, рекомендаций и выводов, развивающих научные основы и совершенствующих практику плазмометаллургического производства и применения нанокарбида кремния.

10) Внедрение результатов теоретических и экспериментальных исследований в практику производства и применения нанокарбида кремния на профильных предприятиях в целях повышения качества изделий и покрытий, в процесс подготовки студентов вузов, обучающихся по направлению 150000 -Металлургия.

Научная новизна.

1) Обоснованы приоритетные направления совершенствования плазмо-металлургической технологии производства нанокарбида кремния, включающие плазменный синтез с использованием нового кремний- и углеродсодержа-щего сырья и плазменное модифицирование карбида кремния и композиций на его основе, реализуемые в трехструйном прямоточном реакторе с улучшенными газодинамическими и теплотехническими характеристиками, с последующим комплексным рафинированием нанокарбида гидро- и пирометаллургиче-скими методами.

2) Научно обоснован выбор сырья: дисперсного (техногенного и природного) микрокремнезема, микропорошков кремния, бора, карбида и нитрида кремния по результатам модельно-математического прогнозирования режимов его эффективной плазменной переработки и газообразного (метана) по результатам исследования плазменного пиролиза углеводородов.

3) Разработаны научные основы процессов карбидообразования при плазменной восстановительной переработке кремнийсодержащего сырья и плазменной обработке (модифицировании) карбида кремния, включающие термодинамические и кинетические условия и закономерности пиролиза углеводородного и газификации кремнийсодержащего сырья, образования нанокарбида кремния, управления составами газообразных и конденсированных продуктов синтеза и модифицирования.

4) Определены закономерности процессов получения нанокарбида кремния плазменным восстановлением микрокремнезема, шунгита, карбидизацией кремния метаном и плазменным модифицированием микропорошков карбида кремния и композиций на его основе. Разработаны для исследуемых технологических вариантов математические модели, описывающие зависимость содержания нанокарбида кремния в продуктах синтеза и модифицирования от

основных параметров: начальной температуры плазменного потока, температуры закалки, количества восстановителя, состава газа - теплоносителя. Предложена обобщенная математическая модель карбидообразования при плазменном синтезе и модифицировании, включающая подмодели "Испарение сырья" и "Карбидизация сырья".

5) Выявлен, подтвержден и описан общий для условий азотного и азот-но-водородного плазменных потоков, видов используемого кремний-углеродсодержащего сырья ("твердое - газообразное", "твердое - твердое") и типов процессов ("синтез", "модифицирование") одноканальный вариант механизма образования нанокарбида кремния, реализуемый по схеме "пар - кристалл" с участием паров кремния и циановодорода.

6) Определены физико-химические характеристики нанокарбида кремния: структура и микроискаженность кристаллической решетки, фазовый и химический составы, дисперсность и морфология частиц. Установлено, что нанокарбид синтезирован в виде тройного соединения Si(C,N), представляющего твердый раствор замещения атомов углерода атомами азота в решетке ß-SiC, содержание азота в котором зависит от температуры закалки. Показано, что наносостояние обусловливает размерные эффекты, проявляющиеся в нестабильности для частиц размером менее 70-80 нм четкой огранки, характерной для массивных кристаллов, уменьшении на 0,0003-0,0005 нм периода кристаллической решетки и её микроискаженности.

7) Изучены такие свойства нанокарбида кремния, как состояние поверхности, устойчивость при хранении и нагреве в агрессивных газовых и жидких средах, способность к самопроизвольному укрупнению. Установлено, что по состоянию поверхности нанокарбид является газонасыщенным материалом, по устойчивости при хранении - требующим пассивации, по термоокислительной и коррозионной устойчивости значительно превосходит металлоподобные на-нокарбиды и нанобориды, склонен к нетермической коалесценции и коагуляции. Определены условия и разработаны способы пассивации, рафинирования и ограничения укрупнения наночастиц карбида в жидких средах. Получены аналитические размерные зависимости для температуры начала окисления, окисленности, степеней коалесценции и коагуляции.

8) Разработана инновационная технология плазмометаллургического производства нанокарбида кремния, обладающая такими конкурентными преимуществами, как использование реактора с улучшенными газодинамическими и теплотехническими характеристиками промышленного уровня мощности; расширение сырьевой базы, переход к реализации двух типов плазменных процессов - синтезу и модифицированию, сочетающихся с комплексным рафинированием нанокарбида и специальной подготовкой его к применению после хранения в воздушной среде; улучшение качества нанокарбида и технико-экономических показателей его производства; ориентация на новые сферы применения нанокарбида; наличие технолого-экономических предпосылок для введения нанокарбида в обращение на мировом рынке.

9) Установлены в процессах формирования конструкционной керамики, композиционного хромирования и электровзрывного легирования сталей технологические преимущества и условия обеспечения нового качества изделий и покрытий, достигаемые при использовании нанокарбида кремния.

Новизна технологических, конструкторских и программных решений защищена патентами и свидетельствами РФ.

Практическая значимость.

1) На основе интерпретации результатов теоретических и экспериментальных исследований плазменных процессов получения нанокарбида кремния синтезом и модифицированием и аттестации его физико-химических свойств определены оптимальные значения управляющих параметров и разработана инновационная технология плазмометаллургического производства нанокарбида, освоенная в Центре порошковых технологий СибГИУ.

Для практического использования разработаны способ получения нано-порошка карбида кремния (Патент РФ 2327638) и камера смешения трехструй-ного прямоточного реактора для плазмометаллургической переработки высокодисперсного сырья (Патент РФ 66877).

Разработанная инновационная технология плазмометаллургического производства нанокарбида кремния удостоена большой серебряной медали Межрегиональной специализированной выставки-ярмарки "Металлургия -2006" (октябрь 2006 г.).

2) Определены особенности применения современных методов анализа для аттестации нанокарбида кремния.

3) Разработан комплекс компьютерных программ для решения проектно-технологических задач в плазмометаллургическом производстве нанокарбида кремния, обеспечивающих выполнение многовариантных инженерных и исследовательских расчетов параметров эффективной карбидизации сырья и работы плазменного реактора (Свидетельства об отраслевой регистрации программ для ЭВМ № 6282 "Расчет характеристик плазменного реактора", № 7003 "Расчет материального баланса плазмометаллургического синтеза карбидов из оксидсодержащего сырья", № 9625 "Расчет эффективности плазмометаллургической переработки кремнийсодержащего сырья в карбид").

4) На основании результатов экспериментальных исследований процесса композиционного хромирования определены условия применения нанокарбида кремния в составе износостойких и коррозионностойких покрытий для упрочнения инструмента и оснастки, способных работать при повышенных температурах (свыше 473-573 К).

Для практического использования разработан способ получения композиционных электрохимических покрытий на основе хрома (Патент РФ 2318083).

Разработанная технология композиционного хромирования с нанокарби-дом кремния удостоена большой серебряной медали Межрегиональной специализированной выставки-ярмарки "Металлургия - 2007" (октябрь 2007 г.).

5) На основании результатов экспериментальных исследований процесса твердофазного спекания нанокомпозиции карбид кремния - бор - углерод определены условия применения нанокарбида кремния для производства конструкционной керамики.

Для практического использования разработан способ получения шихты для производства карбидокремниевой керамики твердофазным спеканием (Патент РФ 2359905).

6) На основании результатов экспериментальных исследований процесса

электровзрывного легирования сталей с введением нанокарбида кремния в зону взрыва определены условия применения его в технологии электровзрывного поверхностного упрочнения.

Реализация результатов.

1) Освоена в условиях Центра порошковых технологий СибГИУ инновационная двухстадийная технология плазмометаллургического производства нанокарбида кремния, включающая плазменный синтез с использованием новых видов кремний- и углеродсодержащего сырья и плазменное модифицирование карбида кремния в трехструйном прямоточном реакторе мощностью 150 кВт с улучшенными газодинамическими и теплотехническими характеристиками, и последующее комплексное рафинирование нанопорошков. Разработана необходимая нормативно-техническая документация и определены основные технико-экономические и экологические показатели.

2) Инновационная технология плазмометаллургического производства нанокарбида кремния и комплекс технологического оборудования на основе трехструйного прямоточного реактора внедрены в НПФ "Сибэлектротерм", НПФ "Полимет", ОАО "Юргинские абразивы".

3) Совместно с отраслевыми организациями - ГОУ ВПО "Пермский государственный университет", НПФ "Сибэлектротерм", НПФ "Полимет", ОАО "Беловский цинковый завод", ОАО "Юргинские абразивы" - разработаны и внедрены технологические процессы получения коррозионностойких и износостойких содержащих нанокарбид кремния композиционных материалов и покрытий.

Экономическая эффективность при замене наноалмазов нанокарбидом кремния в технологии композиционного хромирования составляет 15,2 тыс. рублей / кг, при импортозамещении карбида кремния фирмы "Hermann Starck Со." нанокарбидом кремния в технологии конструкционной керамики -1,6 тыс. рублей / кг.

4) Результаты работы включены в 4-х томное научное издание (монографию) "Наноматериалы и нанотехнологии в производстве карбида кремния", рекомендованное Национальной ассоциацией наноиндустрии к использованию в региональных нанотехнологических центрах России.

5) Научные результаты диссертационного исследования внедрены в ГОУ ВПО "Сибирский государственный индустриальный университет" в практику подготовки студентов, обучающихся по направлению 150000 "Металлургия".

Внедрение результатов работы в производство и учебный процесс подтверждается соответствующими актами и справками.

Методы исследований.

Работа выполнена с привлечением современных методов исследования: математического моделирования и термодинамических расчетов ("константный метод") с реализацией на ПЭВМ, гидродинамического и теплового подобия, зондовой калориметрии и диагностики, химического и физико-химического анализов (рентгенография, спектроскопия в инфракрасной области, хроматография, термодесорбционная масс-спектрометрия, термогравиметрия, просвечивающая и растровая электронная микроскопия, низкотемпературная адсорбция, турбидиметрия), измерения свойств (микротвердость, внутренние напряжения, защитная способность, износостойкость).

Достоверность и обоснованность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждаются совместным использованием современных методов теоретического анализа и экспериментального исследования металлургических процессов, протекающих в высокоскоростных плазменных потоках, сочетанием воспроизводимых по точности физического и математического моделирования, опирающихся на современные достижения теории тепло- и массообмена, качество измерений и статистическую обработку результатов; адекватностью разработанных математических моделей; применением широко распространенных разнообразных и апробированных методов исследований; сопоставлением полученных результатов с данными других исследователей; высокой эффективностью предложенных технологических решений, подтвержденной результатами промышленных испытаний и внедрением в производство.

Предмет защиты. На защиту выносятся:

1) Результаты критического анализа плазмометаллургической технологии производства нанокарбида кремния и выявленные приоритетные направления её развития и совершенствования: оптимизация конструкции реактора, замена сырья, освоение синтеза и модифицирования, эффективное комплексное рафинирование, улучшение качества и расширение номенклатуры продукции.

2) Результаты исследования трехструйного прямоточного реактора мощностью 150 кВт для нлазмометаллургического производства нанокарбида кремния и рекомендации по улучшению его характеристик.

3) Результаты теоретического (термодинамического и кинетического) анализа плазменных процессов карбидообразования, протекающих при синтезе и модифицировании.

4) Результаты экспериментальных исследований плазменных процессов карбидообразования, включающие выявленные закономерности, управляющие факторы, параметры, математические модели и представления о механизме.

5) Результаты комплексной аттестации нанокарбида кремния: структуры, состояния кристаллической решетки, фазового и химического составов, дисперсности и морфологии частиц.

6) Результаты исследований свойств нанокарбида кремния (газонасыщенности, устойчивости при хранении и нагреве в агрессивных газовых и жидких средах, склонности к коалесценции и коагуляции) и определение условий его эффективного рафинирования, пассивации, ограничения укрупнения.

7) Инновационная технология плазмометаллургического производства нанокарбида кремния и её технико-экономические и экологические показатели.

8) Результаты исследования эффективности применения нанокарбида кремния в технологии конструкционной керамики, композиционного хромирования и электровзрывного поверхностного упрочнения.

Автору принадлежит:

постановка задач теоретических и экспериментальных исследований;

проведение теоретических и экспериментальных исследований характеристик плазменного реактора, высокодисперсного кремнийсодержащего и углеводородного сырья, процессов получения нанокарбида кремния плазменным синтезом и модифицированием; физико-химическая аттестация нанокар-

бида и определение условий его комплексного рафинирования; оценка эффективности применения нанокарбида для керамики, композиционного хромирования, электровзрывного поверхностного упрочнения;

разработка и реализация на ПЭВМ обобщенной математической модели карбидообразования для различных вариантов синтеза и модифицирования;

освоение инновационной технологии плазмометаллургического производства нанокарбида кремния в условиях Центра порошковых технологий СибГИУ;

проведение организационно-технических мероприятий по промышленному освоению разработанных технологических процессов, консультационное содействие профильным отраслевым организациям;

обработка полученных результатов, анализ, обобщение, научное обоснование, формулировка выводов и рекомендаций.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях, научных семинарах и совещаниях: V Всесоюзном совещании по плазменным процессам в металлургии и технологии неорганических материалов (Москва, 1988 г.); Всесоюзной научно-практический конференции "Физико-химические основы переработки бедного природного сырья и отходов промышленности при получении жаростойких материалов" (Сыктывкар, 1989 г.); V Всесоюзном научном семинаре "Дисперсные кристаллические порошки в материаловедении" (Дрогобыч, 1989 г.); XI Всесоюзной конференции по генераторам низкотемпературной плазмы (Новосибирск, 1989 г.); Всесоюзном научном семинаре ВДНХ СССР "Новые защитные и функциональные покрытия" (Москва, 1989 г.); III Всесоюзном совещании по химическим реактивам (Ташкент, 1990 г.); III и IV Международных научно-практических конференциях "Прочность материалов в условиях внешних энергетических воздействий" (Новокузнецк, 1993 и 1995 гг.); Республиканской научно-технической конференции "Исследования в области порошковой технологии" (Пермь, 1993 г.); Всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии" (Москва, 1994 г.); Всероссийском научно-техническом совещании "Электротермия - 1996" (Санкт-Петербург, 1996 г.); Всероссийской научно-технической конференции "Ультрадисперсные порошки, материалы и наноструктуры. Получение, свойства и применение" (Красноярск, 1996 г.); Международной научно-технической конференции "Высокие технологии в современном материаловедении" (Санкт-Петербург, 1997 г.); Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы материаловедения" (Новокузнецк, 1999 г.); II Международной научно-практической конференции "Организационно-экономические проблемы повышения эффективности металлургического производства" (Новокузнецк, 2005 г.); Международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы электрометаллургии, сварки, качества" (Новокузнецк, 2006 г.); II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Перспективы развития технологий переработки вторичных ресурсов в Кузбассе" (Новокузнецк, 2006 г.); Второй международной научно-практической конференции "Исследование, разработка и применение высоких

технологий в промышленности" (Санкт-Петербург, 2006 г.); Всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы" (4-е Ставеровские чтения) (Красноярск, 2006 г.); Всероссийской научно-практической конференции "Металлургия: новые технологии, управление, инновации и качество" (Новокузнецк, 2006, 2007, 2008 гг.); Международной научно-практической конференции "Нанотехнологии - производству - 2006" (Москва, 2006 г.); Международной научно-практической конференции "Стратегические приоритеты и инновации в производстве цветных металлов и золота" (Красноярск, 2006 г.); II Всероссийской научно-практической конференции по наноматериалам "НАНО-2007" (Новосибирск, 2007 г.); VI Всероссийской научно-практической конференции "Системы автоматизации в образовании, науке и производстве" (Новокузнецк, 2007 г.); IV Международном научном семинаре "Наноструктурные материалы 2007: Беларусь - Россия" (Новосибирск, 2007 г.), IV Всероссийской научно-практической конференции "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений" (Тамбов, 2007 г.), Международном научно-практическом симпозиуме "Современные наукоемкие технологии: теория, эксперимент и практические результаты" (Тула, 2007 г.), Всероссийской научно-технической конференции "Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии" (Тула, 2007 г.), Международном форуме "Проблемы и перспективы инновационного развития Кузбасса" (Кемерово, 2008 г.), Второй международной научно-практической конференции "Управление отходами - основа восстановления экологического равновесия в Кузбассе" (Новокузнецк, 2008 г.), V Всероссийской научно-практической конференции "Защитные и специальные покрытия, обработка поверхности в машиностроении и приборостроении" (Пенза, 2008 г.), I Международной конференции "Функциональные наноматериапы и высокочистые вещества" (Суздаль, 2008 г.). Всего 34, в том числе 14 Международных, 6 Всесоюзных, 2 Всероссийских с международным участием, 12 Всероссийских.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 182 печатные работы, в том числе 24 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов докторских диссертаций, 4 патента РФ, 3 программы ПЭВМ, 7 депонированных работ, 55 работ в материалах всесоюзных, всероссийских и международных конференций, 4 публикации в электронных научных изданиях, 5 монографий, 70 работ в научно-технических журналах и сборниках научных трудов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов, основных выводов и приложения. Изложена на 355 страницах, содержит 77 рисунков, 65 таблиц, список литературы из 340 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1) На основе анализа высокотехнологических процессов производства и применения карбида кремния установлено, что среди неметаллических материалов современной порошковой металлургии он является одним из лидеров по объемам производства и использования. Введение карбида кремния в обращение в виде нанопорошка открывает новые перспективы его применения, в том числе для высокопрочной керамики, композиционного хромирования, поверхностного и объемного модифицирования металлических сплавов и полимеров, что свидетельствует о необходимости дальнейшего развития отечественной технологической базы нанокарбида кремния. В связи с этим проведен критический анализ освоенной в условиях Центра порошковых технологий СибГИУ плазмометаллургической технологии производства нанокарбида кремния и выявлены приоритетные направления её инновационного развития и совершенствования, включающие плазменный синтез и модифицирование с использованием нового кремний- и углеродсодержащего сырья и последующее комплексное рафинирование.

2) Разработаны научные основы инновационной технологии плазмоме-таллургического производства нанокарбида кремния. Установлены термодинамические условия и закономерности пиролиза углеводородного и "газификации" кремнийсодержащего сырья, карбидообразования при восста-новлении и карбидизации порошкообразного кремнийсодержащего сырья углеводородами, модифицировании карбида кремния и карбидсодержащих композиций в потоке азотной и азотно-водородной плазмы, управления составом газообразных и конденсированных продуктов синтеза и модифицирования. Процессы карбидообразования термодинамически возможны при температуре 2800-3200 К, характеризуются 96-ти и 100 %-ным превращением кремния в карбид по газофазным химическим реакциям в системах Si-0-C-H-NиSi-C-H-N соответственно. В зависимости от макрокинетических условий пиролиз углеводородного сырья в плазменном потоке азота протекает с развитием процессов газификации и конденсации углерода и характеризуется степенью его превращения в циановодород в области температур 3000-4500 К 0,82-0,96 для метана и 0,70-0,84 для пропана. Макрокинетические условия плазменного испарения порошкообразного кремнийсодержащего сырья определяются главным образом его крупностью и массовой расходной концентрацией. В плазменном потоке азота с начальной температурой 5400 К возможно полное испарение частиц кремния крупностью до 10 мкм, диоксида кремния - до 15 мкм, карбида кремния - до 3 мкм, нитрида кремния - до 1 мкм.

3) Научно обоснованы с использованием результатов термодинамических и кинетических исследований и сформулированы требования, осуществлен выбор и проведена комплексная физико-химическая аттестация сырьевых материалов для плазмометаллургического производства и модифицирования карбида кремния и композиций на его основе: техногенного и природного мик-

рокремнезема, микропорошков кремния, бора, карбида и нитрида кремния, газообразного углеводорода (метана).

4) Для научного обоснования мероприятий по совершенствованию реактора для плазмометаллургического производства нанокарбида кремния проведено его теплотехническое обследование в диапазоне мощности 80-250 кВт. Установлено, что достаточная для процессов карбидообразования удельная энтальпия 7,5-8,5 МДж/кг достигается при мощности реактора 80-150 кВт. Показано, что футеровка канала реактора из диоксида циркония снижает теплоотдачу от плазменного потока к стенке на начальном участке на 20 %, а введение в плазменный поток кремнийсодержащего сырья - на 15 %. Для значений числа Рейнольдса потока 700-1500 и условий ввода в него сырья получено критериальное уравнение для расчета коэффициента теплоотдачи

St = 0,524-Re"0'424 Pr . Оптимизированы параметры ввода высокодисперсного кремнийсодержащего сырья в плазменный поток: угол наклона плазменных струй 30...45°, скорость подачи сырья (5,00-11,25) м/с, диаметр фурмы 0,0080,012 м, удаление её выходного отверстия от точки соударения плазменных струй - (0,50-1,00) калибров.

5) Установлены закономерности процессов плазмометаллургического получения нанокарбида кремния синтезом при восстановлении микрокремнезема SiC (1), карбидизации кремния SiC (2), восстановлении шунгита SiC (3) и модифицированием (обработкой в плазменном потоке) микропорошка карбида кремния SiC (4) и его смеси с микропорошком нитрида кремния. Разработаны для исследуемых технологических вариантов математические модели, описывающие зависимость содержания нанокарбида кремния в продуктах синтеза и модифицирования от основных параметров: начальной температуры плазменного потока, температуры закалки, количества восстановителя, состава газа -теплоносителя. Предложена обобщенная математическая модель карбидообразования при плазменном синтезе и модифицировании, включающая подмодели "Испарение сырья" и "Карбидизация сырья".

6) Изучены особенности карбидообразования при восстановительном синтезе и модифицировании в плазмометаллургическом реакторе. Выявлен, подтвержден и описан общий для условий азотного и азотно-водородного плазменных потоков, видов используемого кремний-углеродсодержащего сырья ("твердое - газообразное", "твердое - твердое") и типов процессов ("синтез", "модифицирование") одноканальный вариант механизма образования нанокарбида кремния, реализуемый по схеме "пар - кристалл" с участием паров кремния и циановодорода, и предложены обобщенные гипотетические схемы карбидообразования, включающие температурные зоны формирования реакционных смесей (5400-3200 К), карбидообразования (3200-2800 К), азотирования наночастиц и их поверхностного насыщения технологическими газами (28002000 К).

7) Определены физико-химические характеристики нанокарбида кремния: структура и микроискаженность кристаллической решетки, фазовый и химический составы, дисперсность и морфология частиц. Установлено, что нанокарбид синтезирован в виде тройного соединения Si(C,N), представляющего твердый раствор замещения атомов углерода атомами азота в решетке ß-

SiC, содержание азота в котором зависит от температуры закалки и достигает 6,8 % масс, при 1600 К.Содержание нанокарбида в продуктах синтеза и модифицирования составляет, % масс.: 85-87 для SiC (1), 91-92 для SiC (2), 80-82 для SiC (3), 90-92 для SiC (4). Нанонорошки карбида кремния имеют следующие рассчитанные по величине удельной поверхности размеры частиц: SiC (1) 61-65 нм, SiC (2) 53-58 нм, SiC (3) 65-67 нм, SiC (4) 58-61 нм. Выявлены размерные эффекты, проявляющиеся в нестабильности для частиц нанокарбида кремния размером менее 70-80 нм четкой огранки в форме куба либо октаэдра, характерной для массивных кристаллов, в уменьшении на 0,0003-0,0005 нм периода кристаллической решетки и в микроискаженности, возрастающей при изменении размеров частиц от 68 до 42 нм от (0,19±0,05)-10"3 до (0,51±0,1)10"3.

8) Изучены такие свойства нанопорошков карбида кремния, как состояние поверхности, устойчивость при хранении и нагреве в агрессивных газовых и жидких средах, склонность к укрупнению. Установлено, что нанокарбид является газонасыщенным материалом, требующим пассивации, способным к самопроизвольному укрупнению. Взаимодействие нанокарбида с атмосферными газами протекает по адсорбционно-диффузионному механизму и сопровождается повышением его окисленности. При увеличении размера частиц от 40 до 95 нм величина окисленности изменяется от 8,02-Ю"7 до 4,80-10"7 кг кислоро-да-м"2. Развитие процессов коалесценции и коагуляции частиц нанокарбида кремния в растворах электролитов различных составов зависит от содержания кислорода в поверхностном слое и их размера: при изменении размера частиц от 95 до 40 нм частицы нанокарбида укрупняются вследствие коалесценции в 1,10-1,42 раза, а коагуляции - в 1,13-2,52 раза. Температура начала окисления нанокарбида также зависит от размера частиц и уменьшается от 936 до 891 К. Для исследованных характеристик нанопорошков получены аналитические размерные зависимости. Нанокарбид кремния устойчив в растворах гидроксида натрия, соляной и серной кислот и растворим при кипячении во фтористоводородной кислоте и смеси её с азотной. Определены условия и разработаны способы пассивации и ограничения укрупнения наночастиц в жидких средах.

9) Научно обоснованы с использованием результатов исследования термоокислительной и коррозионной устойчивости в газовых и жидких средах нанокарбида кремния и сопутствующих ему примесей и разработаны технологические основы его рафинирования, включающие следующие последовательно реализуемые гидро- и пирометаллургические операции очистки: от свободного кремния - в растворе гидроксида натрия, от металлов и их оксидов - в растворе соляной кислоты, от свободного углерода - при окислительном отжиге, от диоксида кремния - в растворе фтористоводородной кислоты. Доказана возможность рафинирования нанокарбида кремния, обеспечивающего содержание карбида, % масс.: 99,20 для SiC (1), 99,36 для SiC (2), 98,96 для SiC (3), 99,38 для SiC (4).

10) Разработана на основе интерпретации результатов теоретических и экспериментальных исследований инновационная плазмометаллургическая технология производства нанокарбида кремния, освоенная в Центре порошковых технологий СибГИУ и ряде отраслевых организаций (ОАО "Юргинские абразивы", НПФ "Сибэлектротерм", НПФ "Полимет") и имеющая следующие конкурентные преимущества: использование реактора с улучшенными газоди-

намическими и теплотехническими характеристиками промышленного уровня мощности; расширение сырьевой базы; переход к реализации двух типов плазменных процессов - синтезу и модифицированию, сочетающихся с комплексным рафинированием нанокарбида кремния и возможностью специальной подготовки его к применению после хранения в воздушной среде; улучшение качества нанокарбида и технико-экономических показателей его производства. При реализации инновационной технологии для варианта БЮ (2) констатируется повышение содержания нанокарбида с 94,41 до 99,19 % масс., производительности с 1,80 до 3,11 т/год (в 1,73 раза), снижение окисленностн с 6,7-10"7 до 0,75-Ю"7 кг СЬ / м2 (в 8,93 раза), удельного расхода электроэнергии с 101,5 до 73,5 тыс. кВт-ч/т (в 1,38 раза), себестоимости с 6469,2 до 3748,3 руб./т (в 1,69 раза).

11) Установлены в процессах композиционного электроосаждения покрытий, формирования конструкционной керамики, поверхностного упрочнения сталей электровзрывным легированием технологические преимущества и условия обеспечения нового качества покрытий и изделий, достигаемые при использовании нанокарбида кремния. Нанокарбид кремния рекомендован для использования в составе износостойких и коррозионностойких хром-карбидных электроосаждаемых покрытий, способных работать в условиях повышенных температур, для упрочнения инструмента и оснастки, в том числе с особо сложным микрорельефом рабочих поверхностей. Экономическая эффективность при замене наноалмазов нанокарбидом кремния в процессах композиционного хромирования составляет 15,2 тыс. рублей на 1 кг. Нанокарбид кремния в составе композиций "карбид кремния - бор - углерод" рекомендован для производства заготовок керамических уплотнительных колец твердофазным спеканием в аргоне при давлении 0,1 МПа и температуре 2273 К. Экономическая эффективность при импортозамещении конструкционного карбида кремния нанокарбидом составляет 1,6 тыс. рублей на 1 кг. Применение нанокарбида кремния в технологии поверхностного упрочнения инструментальных сталей электровзрывным легированием обеспечивает получение защитного слоя глубиной около 20 мкм с высокой микротвердостью, износостойкостью и жаростойкостью.

12) Для практического использования разработаны: способ получения нанопорошка карбида кремния (Патент РФ 2327638); способ получения композиционных электрохимических покрытий на основе хрома (Патент РФ 2318083); способ получения шихты для производства карбидокремниевой керамики твердофазным спеканием (Патент РФ 2359905); камера смешения трех-струйного прямоточного реактора для плазмометаллургической переработки высокодисперсного сырья (Патент РФ 66877); комплекс компьютерных программ для решения проектно-технологических задач в плазмометаллургиче-ском производстве нанокарбида кремния, обеспечивающих выполнение многовариантных исследовательских и инженерных расчетов параметров реактора и эффективной переработки сырья (Свидетельства об отраслевой регистрации программ для ЭВМ № 6282 "Расчет характеристик плазменного реактора", № 7003 "Расчет материального баланса плазмометаллургического синтеза карбидов из оксидсодержащего сырья", № 9625 "Расчет эффективности плазмометаллургической переработки кремнийсодержащего сырья в карбид").

РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Монографии

1. Плазмометаллургическое производство карбида кремния для композиционного никелирования и хромирования : монография / O.A. Полях, В.В. Руднева ; науч. ред. Г.В. Галевский. - М. : Флинта : Наука, 2006. - 188 с.

2. Наноматериалы и нанотехнологии в производстве карбида кремния : монография : в 3 т. / науч. ред. Г.В. Галевский; Т. 1. Микрокремнезем в производстве карбида кремния / O.A. Полях, В.В. Руднева. - М. : Флинта : Наука, 2007. - 248 с.

3. Наноматериалы и нанотехнологии в производстве карбида кремния: монография : в 3 т. / науч. ред. Г.В. Галевский; Т. 2. Плазмометаллургическое производство карбида кремния для гальванотехники / O.A. Полях, В.В. Руднева. - М. : Флинта : Наука, 2007. - 190 с.

4. Наноматериалы и нанотехнологии в производстве карбида кремния: монография : в 3 т. / науч. ред. Г.В. Галевский; Т. 3. Плазмометаллургическое производство карбида кремния для конструкционной керамики / В.В. Руднева. - М. : Флинта : Наука, 2007. - 210 с.

5. Наноматериалы и нанотехнологии в производстве карбида кремния : монография : в 3 т. / науч. ред. Г.В. Галевский ; дополнительный том. Плазмометаллургическое производство карбида кремния: развитие теории и совершенствование технологии / В.В. Руднева. - М. : Флинта : Наука, 2008. - 387 с.

Статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК

6. Галевский Г.В. Состав и физико-химические свойства кремнистой пыли ферросплавного производства / Г.В. Галевский, Т.В. Киселева,

B.В. Руднева // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1992. - № 6. - С. 10-12.

7. Галевский Г.В. Определение состава и дисперсности порошков карбида кремния конструкционного назначения / Г.В. Галевский, В.В. Руднева, Т.В. Киселева, M .Я. Минцис // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1993. - № 6. -

C. 28-31.

8. Руднева В.В. Анализ мирового производства карбида кремния / В.В. Руднева // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2006. - № 12. - С. 13-15.

9. Руднева В.В. Плазменный реактор для нанотехнологий : исследование, эксплуатация, совершенствование / В.В. Руднева // Вестник РАЕН : Проблемы развития металлургии в России (тематический номер). - 2006. - Т. 6. -№ 3. - С. 18-30.

10. Руднева В.В. Макрокинетика процессов пиролиза углеводородов в плазмометаллургическом реакторе / В.В. Руднева // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2006. - № 8. - С. 3-6.

11. Руднева В.В. О механизме образования карбида кремния в плазмометаллургическом реакторе / В.В. Руднева // Изв. вузов. Черная металлургия. -2006,-№7.-С. 16-19.

12. Руднева В.В. Комплексная физико-химическая аттестация высокодисперсного состояния тугоплавких карбидов и боридов / В.В. Руднева // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2006. - № 6. - С. 3-6.

13. Руднева В.В. Физико-химическая аттестация наноразмерного по-

рошка карбида кремния / В.В. Руднева // Изв. вузов. Черная металлургия. -2006.-№ 10.-С. 20-22.

14. Руднева В.В. Исследование сорбционной активности ультрадисперсных порошков тугоплавких соединений в воздушной среде / В.В. Руднева // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2006. - № 5. - С. 16-19.

15. Руднева В.В. Коалесценция и коагуляция наноразмерных частиц карбида кремния в растворах электролитов / В.В. Руднева // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2006. - № 9. - С. 3-5.

16. Руднева В.В. Развитие теории и нанотехнологии электроосаждения композиционных покрытий / В.В. Руднева // Вестник РАЕН : Проблемы развития металлургии в России (тематический номер). - 2006. - Т. 6. - № 3. - С. 6368.

17. Руднева В.В. Наноматериалы и нанотехнологии : оценка, тенденции, прогнозы / В.В. Руднева, Г.В. Галевский, Е.К. Юркова // Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2007. - № 2. - С. 73-76.

18. Руднева В.В. Модельно-математическое исследование режимов эффективной переработки дисперсного сырья в плазменном реакторе / В.В. Руднева [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 5. - С. 5255.

19. Руднева В.В. Исследование теплотехнических характеристик трех-струйного плазменного реактора / В.В. Руднева [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 2. - С. 57-60.

20. Руднева В.В. Развитие теории и освоение нанотехнологии плазмоме-таллургического производства карбида кремния для гальванотехники / В.В. Руднева // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). - 2007. - № 3. - С. 36-41.

21. Руднева В.В. Исследование коррозионной стойкости нанопорошков тугоплавких боридов и карбидов в растворах электролитов / В.В. Руднева, Г.В. Галевский. - Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2007. - № 2. - С. 67-70.

22. Руднева В.В. Коррозионная стойкость нанопорошков тугоплавких боридов и карбидов в растворах электролитов / В.В. Руднева, Г.В. Галевский. -Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 6. - С. 6-8.

23. Руднева В.В. Термоокислительная устойчивость нанопорошков тугоплавких карбидов и боридов / В.В. Руднева, Г.В. Галевский // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 4. - С. 20-24.

24. Руднева В.В. Исследование термоокислительной устойчивости нанопорошков тугоплавких карбидов и боридов / В.В. Руднева, Г.В. Галевский // Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2007. - № 2. - С. 59-63.

25. Руднева В.В. Композиционные покрытия с наноразмерным карбидом кремния : электроосаждение, свойства, применение / В.В. Руднева // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). - 2007. - № 5. - С. 47-52.

26. Руднева В.В. Особенности электроосаждения и свойства композиционных покрытий с нанокомпонентами / В.В. Руднева, Г.В. Галевский // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 3. - С. 39-43.

27. Руднева В.В. Плазмометаллургическое производство и применение нанокарбида кремния / В.В. Руднева, Г.В. Галевский // Перспективные мате-

риалы. - 2008. - Специальный выпуск (6), часть 2. - С. 80-85.

28. Руднева В.В. Компактирование карбида кремния и композиций на его основе: анализ отечественного и зарубежного опыта / В.В. Руднева, Г.В. Галевский, Е.К. Юркова // Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2009. - № 3. - С. 56-60.

29. Руднева В.В. Исследование морфологии и размера частиц нанопо-рошков карбида кремния с использованием электронной микроскопии / В.В. Руднева, Г.В. Галевский, Е.К. Юркова // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. - 2009. - № 3. - С. 32-37.

Статьи в научно-технических журналах и сборниках научных трудов

30. Галевский Г.В. Контроль состава и дисперсности порошков карбида кремния конструкционного назначения / Г.В. Галевский, В.В. Руднева, ЮЛ. Крутский, Т.В. Киселева, И.В.Ноздрин, М.В. Кузьменко // Порошковые материалы и плазменные покрытия : сб. науч. тр. / АГУ. - Барнаул, 1988. - С. 76-78.

31. Галевский Г.В. Физико-химические характеристики пылевых выбросов производства кремнистых сплавов и перспективы использования их в процессах химической электротермии / Г.В. Галевский, В.В. Руднева, Ю.Л. Крутский, Т.В. Киселева, И.В. Ноздрин // Химическая электротермия и плазмохи-мия : сб. науч. тр. / ЛТИ. - Л., 1991. - С. 98-103.

32. Галевский Г.В. Изменение характеристик порошка карбида кремния при термообработке / Г.В. Галевский, В.В. Руднева, Ю.Л. Крутский, Т.В. Киселева, И.В. Ноздрин // Химическая электротермия и плазмохимия : сб. науч. тр. / ЛТИ,-Л., 1991,-С. 103-108.

33. Галевский Г.В. Плазменный восстановительный синтез карбида кремния композиционного назначения / Г.В. Галевский, В.В. Руднева, O.A. Коврова // Новые порошковые материалы и технологии : сб. науч. тр. / АГУ. - Барнаул, 1993. - С. 86-91.

34. Галевский Г.В. Плазменная восстановительная переработка кремнистой пыли ферросплавного производства / Г.В. Галевский, В.В. Руднева, O.A. Коврова // Вестник горно-металлургической секции АЕН РФ. Отделение металлургии. Раздел "Порошковая металлургия и композиционные материалы" : сб. науч. тр. / СибГГМА. - Новокузнецк, 1994. - Вып. 1. - С. 24-30.

35. Руднева В.В. Некоторые вопросы проектирования аппаратурно-технологических схем обеспыливания и обезвреживания газовых выбросов плазменных восстановительных процессов / В.В. Руднева, Г.В. Галевский, О.Г. Зимин, O.A. Коврова // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. Раздел "Порошковая металлургия и композиционные материалы" : сб. науч. тр. / СибГГМА. - Новокузнецк, 1996. - Вып. 3. - С. 41-48.

36. Галевский Г.В. Вопросы теории и технологии формирования композиционных электрохимических покрытий с УД модификаторами / Г.В. Галевский, В.В. Руднева // Новые индустриальные технологии и материалы : сб. науч. тр. / СибГИУ. - Новосибирск, 2000. - С. 133-145.

37. Галевский Г.В. Особенности конденсации при синтезе тугоплавких соединений в турбулентных плазменных струях / Г.В. Галевский, В.В. Руднева // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. Раздел "Порошковая металлургия и композиционные материалы": сб. науч. тр.

/ СибГИУ. - Новокузнецк, 2001. - Вып. 10. - С. 83-86.

38. Галевекий Г.В. Взаимодействие ультрадисперсных порошков тугоплавких соединений с атмосферными газами / Г.В. Галевекий, В.В. Руднева, С.Г. Галевекий // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. Раздел "Порошковая металлургия и композиционные материалы" : сб. науч. тр. / СибГИУ. - Новокузнецк, 2002. - Вып. 11. - С. 50-57.

39. Галевекий Г.В. Оценка сорбционной активности ультрадисперсных порошков тугоплавких соединений в воздушной среде / Г.В. Галевекий, В.В. Руднева, С.Г. Галевекий // Перспективные промышленные технологии и материалы : сб. науч. тр. - Новосибирск : Наука, 2004. - С. 66-71.

40. Галевекий Г.В. Наноматериалы и нанотехнологии: анализ современного состояния / Г.В. Галевекий, В.В. Руднева, Е.К. Юркова; Сибирский государственный индустриальный университет. - Новокузнецк, 2006. - 13 с. Биб-лиогр. : 12 назв. - Деп. в ВИНИТИ 13.12.2006, № 1542 - В 2006.

41. Галевекий Г.В. Современные керамические материалы: свойства, получение, применение / Г.В. Галевекий, В.В. Руднева, Е.К. Юркова; Сибирский государственный индустриальный университет. - Новокузнецк, 2007. -14 с. Библиогр. : 16 назв. - Деп. в ВИНИТИ 13.12.2006, № 1543 -В 2006.

42. Руднева В.В. Электроосаждение, структура и свойства композиционных покрытий с нанокомпонентамл / В.В. Руднева // Нанотехника. - 2006. -№ 4 (8). - С. 42-47.

43. Galevskii G.V. Nanomaterials and nanotechnologies: assessment, tendencies, and forecasts / G.V. Galevskii, V.V. Rudneva, E.K. Yurkova // Russian journal of non-ferrous metals. - 2007. - Vol. 48. - No 2. - P. 157-159.

44. Руднева В.В. Исследование и совершенствование реактора для плаз-мометаллургического производства нанокарбида кремния / В.В. Руднева, Г.В. Галевекий, С.Г. Галевекий; СибГИУ. - Новокузнецк, 2007. - 15 с. : ил. - библиогр. : 6 назв. - Рус. Деп. в ВИНИТИ 20.11.07, № 1072. - В. 2007.

45. Rudneva V.V. Thermal characteristics of three-jet plasma reactor / V.V. Rudneva, G.V. Galevskii, S.G. Galevskii, E.K. Yurkova // Steel in Translation. -2007. - Vol. 37. - No. 2. - P. 115-118.

46. Rudneva V.V. Effective processing of disperse raw materials in a plasma reactor / V.V. Rudneva, G.V. Galevskii, S.G. Galevskii, E.K. Yurkova // Steel in Translation. - 2007. - Vol. 37. - No. 5. - P. 425-428.

47. Руднева В.В. Макрокинетика процессов пиролиза углеводородов в плазмометаллургическом реакторе / В.В. Руднева, Г.В. Галевекий ; СибГИУ. -Новокузнецк, 2007. - 10 с. : ил. - Библиогр. : 6 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 20.11.07. -№ 1076.-В 2007.

48. Руднева В.В. Модифицирование карбида кремния в плазмометаллургическом реакторе / В.В. Руднева, Г.В. Галевекий, С.Г. Галевекий // СибГИУ. -Новокузнецк, 2007. - 14 с. : ил. - Библиогр. : 5 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 20.11.07, № 1072-В2007.

49. Руднева В.В. Модифицирование нитрида кремния в плазмометаллургическом реакторе / В.В. Руднева, Г.В. Галевекий, С.Г. Галевекий // СибГИУ. - Новокузнецк, 2007. - 14 с. : ил. - Библиогр. : 5 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 20.11.07, № 1074-В2007.

50. Rudneva V.V. Investigation of the corrosion résistance of nanopowders of

refractory borides and carbides in electrolytic solutions / V.V. Rudneva, G.V. Ga-levskii // Russian journal of non-ferrous metals. - 2007. - Vol. 48. - No 3. - P. 223225.

51. Rudneva V.V. Thermooxidative stability of refractory carbide and boride nanopowder / V.V. Rudneva, G.V. Galevskii // Steel in Translation. - 2007. - Vol. 37.-No. 4.-P. 329-332.

52. Rudneva V.V. Investigation of thermal oxidation resistance of nanopow-ders of refractory carbides and borides / V.V. Rudneva, G.V. Galevskii // Russian journal of non-ferrous metals. - 2007. - Vol. 48. - No 2. - P. 143-146.

53. Rudneva V.V. Electrodeposition and properties of composite coatings with nanocomponents / V.V. Rudneva, G.V. Galevskii // Steel in Translation. - 2007. -Vol. 37,-No. 3,-P. 224-227.

54. Руднева В.В. Применение наноматериалов в технологии композиционных электрохимических покрытий / В.В. Руднева, Г.В. Галевский, С.Г. Га-левский; СибГИУ. - Новокузнецк, 2007. - 12 с. : ил. - Библиогр. : 15 назв. -Рус. - Деп. в ВИНИТИ 20.11.07, № 1075-В2007.

55. Цвиркун О.А. Упрочнение и защита поверхности стали Х12 электровзрывным легированием / О.А. Цвиркун, Е.А. Будовских, В.В. Руднева, В.Ф. Горюшкин, В.Е. Громов // Журнал функциональных материалов. - 2007. - Т. 1. -№ 3. - С. 117-119.

56. Руднева В.В. Укрупнение нанокарбида кремния в растворах электролитов / В.В. Руднева, Г.В. Галевский // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. Раздел "Порошковая металлургия и композиционные материалы" : сб. науч. тр. / СибГИУ. - Новокузнецк - Москва, 2008.-Вып. 21.-С. 204-208.

57. Руднева В.В. Применение электронной микроскопии для аттестации нанопорошков карбида кремния / В.В. Руднева, Г.В. Галевский, Е.К. Юркова // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. Раздел "Порошковая металлургия и композиционные материалы" : сб. науч. тр. / СибГИУ. - Новокузнецк - Москва, 2008. - Вып. 22. - С. 176-186.

58. Руднева В.В. Изменение химического состава нанокарбида кремния композиционного и конструкционного назначения при рафинировании и хранении / В.В. Руднева, Г.В. Галевский // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. Раздел "Порошковая металлургия и композиционные материалы" : сб. науч. тр. / СибГИУ. - Новокузнецк - Москва, 2008. -Вып. 21.-С. 182-203.

59. Руднева В.В. Применение нанокарбида кремния в технологии конструкционной керамики / В.В. Руднева, Г.В. Галевский, И.В. Ноздрин // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. Раздел "Порошковая металлургия и композиционные материалы" : сб. науч. тр. / СибГИУ. - Новокузнецк - Москва, 2008. - Вып. 22. - С. 187-190.

60. Rudneva V.V. The compaction of silicon carbide and compositions based on it: an analysis of domestic and foreign experience / V.V. Rudneva, G.V. Galevskii, E.K. Yurkova // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. - 2009. - Vol. 50. -No. 3.-P. 250-254.

61. Руднева В.В. Опыт использования нанокарбида кремния в технологиях упрочнения и керамики / В.В. Руднева, Г.В. Галевский // Все материалы.

Энциклопедический справочник. - 2009. - № 3. - С. 29-35.

62. Руднева В.В. Использование нанокарбида кремния в технологиях поверхностного упрочнения и керамики / В.В. Руднева, Г.В. Галевский // Интенсификация технологических процессов: материалы, технологии, оборудование. - 2009.-№ 3. - С. 26-32.

Труды научно-практических конференций

63. Галевский Г.В. Восстановительная переработка кремнистой пыли в технологии карбида кремния / Г.В. Галевский, В.В. Руднева, И.В. Ноздрин, Т.В. Киселева // Физико-химические основы переработки бедного природного сырья и отходов промышленности при получении жаростойких материалов : материалы Всесоюзн. научн.-практ. конф. - Сыктывкар, 1989. - Т. 1. - С. 23-24.

64. Галевский Г.В. Исследование и освоение процессов синтеза ультрадисперсных систем и формирование на их основе композиционных материалов / Г.В. Галевский, В.В. Руднева, Т.В. Киселева, O.A. Коврова // Исследования в области порошковой технологии : материалы Республ. науч.-техн. конф. / ППИ. -Пермь, 1993.-С. 28-31.

65. Галевский Г.В. Кинетика плазмометаллургических процессов в кар-бидо- и боридообразующих системах / Г.В. Галевский, В.В. Руднева // Актуальные проблемы материаловедения : материалы междунар. науч.-практ. конф. / СибГИУ. - Новокузнецк, 1999. - С. 43-44.

66. Руднева В.В. Освоение плазмометаллургических нанотехнологий в сибирском регионе / В.В. Руднева, Г.В. Галевский // Нанотехнологии - производству - 2006 : материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Фрязино, М. : Янус-К, 2006. - С. 69-70.

67. Руднева В.В. Образование карбида кремния в плазменном реакторе / В.В. Руднева, С.Г. Галевский // Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы. (4-е Ставеровские чтения) : материалы Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием / КГТУ. - Красноярск, 2006. - С. 71-74.

68. Руднева В.В. Создание теории и разработка нанотехнологии плазмо-металлургического производства карбида кремния композиционного назначения / В.В. Руднева, Г.В. Галевский, С.Г. Галевский // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности. Т. 5. Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование : сб. тр. Второй междунар. науч.-практ. конф. / СПБ.: Изд-во Политехи, ун-та, 2006. - С. 222-223.

69. Руднева В.В. Плазменное модифицирование карбида кремния / В.В. Руднева // Металлургия: технологии, управление, инновации, качество : материалы Всерос. науч.-практ. конф. / СибГИУ. - Новокузнецк, 2007. - С. 93-98.

70. Руднева В.В. Физико-химические свойства наноразмерного карбида кремния / В.В. Руднева, Г.В. Галевский // НАНО 2007: материалы II Всерос. науч.-практ. конф. по наноматериалам / ИХТТиМ СО РАН. - Новосибирск, 2007.-С. 119-120.

71. Цвиркун O.A. Жаро- и износостойкость инструментальной стали после электровзрывного армирования / O.A. Цвиркун, Е.А. Будовских, В.В. Руднева, В.Ф. Горюшкин, В.Е. Громов // Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений: материалы IV Междунар. школы-конф. -Тамбов : Тамбовский гос. ун-т, 2007. - С. 316-317.

72. Руднева B.B. Применение нанокарбида кремния в технологии гальванических покрытий / В.В. Руднева // Защитные и специальные покрытия, обработка поверхности в машиностроении и приборостроении : материалы V Всерос. науч.-практ. конф. / Пензенский гос. ун-т. - Пенза, 2008. - С. 71-74.

Патенты и свидетельства об официальной регистрации программ

для ЭВМ

73. Пат. на ПМ № 66877 РФ, МПК Н05Н 1/42. Камера смешения трехструнного прямоточного реактора для плазмометаллургической переработки высокодисперсного сырья / В.В. Руднева [и др.]. - №2007109634/22; заявл. 15.03.2007; опубл. 27.09.2007. Бюл. № 27. - 3 с.

74. Пат. № 2327638 РФ, МПК С01В 31/36. Способ получения нанопо-рошка карбида кремния / Г.В. Галевский, С.Г. Галевский, В.В. Руднева, O.A. Полях. - СибГИУ. - № 2006 143225/15 ; заявл. 06.12.2006 ; опубл. 27.06.2008. Бюл. № 18.-6 с.

75. Пат. № 2318083 РФ, МПК С25Д 15/00. Способ получения композиционных электрохимических покрытий на основе хрома / Г.В. Галевский, В.В. Руднева, O.A. Полях. - № 2006129821/02; заявл. 17.08.2006; опубл. 27.02.2008. -Бюл. 6. - 5 с.

76. Пат. № 2359905 РФ, МПК С01В 31/36. Способ получения шихты для производства карбидокремниевой керамики твердофазным спеканием / Г.В. Галевский, В.В. Руднева, Е.К. Юркова. - СибГИУ. - № 2008119759/15; заявл. 19.05.2008 г.; опубл. 27.06.2009. - Бюл. № 18. - 5 с.

77. Свидетельство №6282 об отраслевой регистрации разработки "Расчет характеристик плазменного реактора" в Фонде алгоритмов и программ Государственного координационного центра информационных технологий / O.A. Полях, Г.В. Галевский, В.В. Руднева. - М.: ВНТИЦ, 2006. - № ГР 50200600843.

78. Свидетельство № 7003 об отраслевой регистрации разработки "Расчет материального баланса плазмометаллургического синтеза карбидов из ок-сидсодержащего сырья" в Фонде алгоритмов и программ Государственного координационного центра информационных технологий / O.A. Полях, Г.В. Галевский, В.В. Руднева. - М.: ВНТИЦ, 2006. - № ГР 50200601769.

79. Свидетельство № 9625 об отраслевой регистрации разработки "Расчет эффективности плазмометаллургической переработки кремнийсодержаще-го сырья в карбид" в Фонде алгоритмов и программ Государственного координационного центра информационных технологий / В.В. Руднева, Г.В. Галевский, Е.К. Юркова. - М.: ВНТИЦ, 2008. - № ГР 50200702628.

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Поделиться с друзьями: