Система компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат наук Корниенко, Иван Григорьевич

• Корниенко, Иван Григорьевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Корниенко, Иван Григорьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КЕРАМИКИ И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

1.1 Описание процесса получения высокотемпературной керамики

1.1.1 Описание процесса производства высокотемпературной керамики как объекта исследования

1.1.2 Характеристика процесса синтеза высокотемпературной керамики

1.2 Обзор математических моделей синтеза высокотемпературных керамических материалов

1.2.1 Спекание как вязкое течение. Теория Я. И. Френкеля

1.2.2 Диффузионная теория спекания и её связь с теорией вязкого

1.2.3 Обзор моделей других авторов

1.3 Выводы к первой главе

ГЛАВА 2 ОПИСАНИЕ И РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

2.1 Структура программного комплекса

2.1.1 Формализованное описание процесса синтеза высокотемпературной керамики как объекта исследования

2.1.2 Постановка задачи исследования и управления

2.1.3 Функциональная структура комплекса

2.2. Структура информационного обеспечений

2.3 Выводы ко второй главе

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1 Математическая модель процесса синтеза высокотемпературной керамики. Библиотека коэффициентов модели

3.2 Алгоритм решения модели

3.3 Методы синтеза и анализа эмпирических моделей для оценки качества химических материалов

3.4 Постановка задачи и алгоритм структурно-параметрического синтеза эмпирических моделей для оценки качества высокотемпературной керамики79

3.4 Выводы к третьей главе

ГЛАВА 4 ТЕСТИРОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

4.1 Структура пользовательских интерфейсов системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературной керамики

4.2 Характеристика программного и аппаратного обеспечения

4.3 Проверка работоспособности разработанной системы компьютерного моделирования

4.4 Выводы к четвёртой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Условные обозначения

ар/ж Мгновенная скорость уплотнения

к Постоянная Больцмана, Дж/К

К Газовая постоянная, Дж/(моль*К)

8 толщина поверхностного слоя зерна, м

<7 удельная поверхностная энергия, Дж/м2

хп и„ П 1=1,2 Векторы входных параметров, управляющих воздействий, возмущающих воздействий и выходных параметров г-й стадии процесса синтеза высокотемпературных керамических материалов

Ро плотность компактного (беспористого) материала, кг/м3

Рг давление инертного газа вокруг материала, Па

п„ Ь„ р, пористость (%), средний размер зерна (м) и плотность (кг/м3) материала на /-й стадии процесса

То начальная температура, °С

и начальный средний размер зерна, м

По Пористость материала до спекания, %

Кро начальный средний радиус поры, м;

У = 1...п температура в концеу'-го этапа твердофазного спекания, °С

п количество этапов с различной скоростью изменения температуры на стадии твердофазного спекания

т, длительность у'-го этапа твердофазного спекания, с

Те температура изотермической выдержки на стадии жидкофазного спекания, °С

Те длительность изотермической выдержки на стадии жидкофазного спекания, с

I примеси в прессовке, %

в градиент температуры материала при нагреве, °С/м

Тл перепады напряжения в электрической сети, В;

Ра примеси в инертном газе, %

П; остаточная пористость на г'-й стадии процесса синтеза, %

и средний размер зерна на /-й стадии процесса, м

V, объёмная усадка на 1-й стадии процесса, %;

т скорость объёмной усадки на /-й стадии процесса, %/с

коэффициент зернограничной диффузии, м2/с на^ом этапе твердофазного спекания

А коэффициент поверхностной самодиффузии, м2/с

Е8 энергия активации процесса поверхностной самодиффузии, Дж/моль

скорость нагрева на,]-м этапе твердофазного спекания, °С/с

Т>ьо, Ям предэкспоненциальные множители для коэффициентов диффузии, м2/с

Еь энергии активации процессов зернограничной диффузии, Дж/моль

Рс капиллярное давление, Па

г объемная вязкость материала, Па-с

л сдвиговая вязкости материала, Па-с

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Индустрия инженерной керамики представлена более чем 300 международными компаниями, общий оборот которых превышает 5 млрд. долларов США в год, а среднегодовые темпы роста составляют около 3%. Сложность управления и перенастройки международных производств высокотемпературной керамики на новые типы материалов обусловлена многоассортиментным и уникальным характером продукции, жесткими требованиями, предъявляемыми к качеству (плотности, твердости, прочности, остаточной пористости) продукции, сложностью соблюдения требований стандартов качества различных стран, зависимостью показателей качества от множества технологических параметров, сложностью и многообразием физико-химических процессов, протекающих на стадиях производства, высокой стоимостью брака продукции из-за больших энергетических затрат на производство [1].

Наилучшие значения физико-механических свойств синтезированного высокотемпературного керамического материала (повышенная твердость, прочность при поперечном изгибе, устойчивость к истиранию — прочность микроструктуры) наблюдаются при малом размере зерна, соответствующем зерногетерофазному уровню структуры. Изменение технологических параметров процесса синтеза позволяет получать различный размер зерна и разные значения свойств материала. Многоассортиментный характер производства, развитие двух конкурирующих диффузионных процессов - уменьшения пор (усадки), способствующего повышению плотности твердого сплава, и роста зерен, приводящего к ухудшению его физико-механических свойств, реализация высокотемпературных режимов, необходимых для активации процессов массопереноса, многоступенчатое сочетание неизотермических и изотермических стадий обусловливают сложность выбора технологических режимов спекания, обеспечивающих требуемое качество высокотемпературных керамических материалов.

Процесс управления качеством высокотемпературной керамики во многом зависит от знаний и умений персонала, его способности принимать правильные решения при проведении процесса. Однако комплексных компьютерных решений, учитывающих особенности отечественной промышленности, до настоящего времени создано не было, что обусловливает создание математических моделей и системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературной керамики, позволяющих не только удалённо обучать персонал управлять качеством изделий для известных материалов, а также моделировать и исследовать процессы, протекающие при производстве новых, ранее не выпускавшихся, видов высокотемпературной керамики.

Степень проработанности темы. Вопросам разработки математических моделей для исследования процесса синтеза высокотемпературной керамики посвящены работы Я.И. Френкеля, Б.Я. Пинеса, Г.И. Кучинского, В.Д. Кингери, М.М. Ристича, Г.Х. Икэгами. Р.Л. Кобла, Д.П. Джонсона, В.В. Скорохода, М. Хермана и др. Однако единой системы компьютерного моделирования для исследования процесса производства керамики, управления качеством продукции, в том числе и наноструктурированной, позволяющей решать задачи перенастройки с одного типа выпускаемой продукции на другой и проводить дистанционное обучение управлению процессом производства высокотемпературной керамики, не существует.

Обзор моделей вышеперечисленных авторов позволил сформировать структуру модели и ее допущения, выделить ключевые стадии твердофазного и жидкофазного спекания, объединить в единую систему уравнения этих стадий и решить задачу создания системы для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов.

Работа выполнена в рамках прикладных НИР «Информационные технологии для автоматизированного проектирования, обработки информации и управления качеством химической продукции промышленных производств наноматериалов»,

«Разработка программы повышения квалификации специалистов предприятий наноиндустрии химического и биотехнологического профиля в области автоматизированных производственных нанотехнологий» (по заданию Фонда инфраструктурных и образовательных программ группы «Роснано», «Разработка модуля программы повышения квалификации специалистов в области автоматизированной обработки информации и управления производством наноструктурированных керамических материалов и покрытий (в режиме е-1еагпт§)» (по заданию Национального фонда подготовки кадров, 2012 г.), «Разработка программы профессиональной подготовки (уровень - магистратура) в области материаловедения и высокотемпературных наноструктурированных конструкционных материалов и изделий» (по заданию Фонда инфраструктурных и образовательных программ группы «Роснано», 2011-2014 гг.) при поддержке инновационной компании индустрии нанокерамики - ООО «Вириал» (Санкт-Петербург).

Целью работы является создание системы компьютерного моделирования, позволяющей исследовать процесс синтеза высокотемпературных керамических материалов и управлять качеством продукции, в том числе наноструктурированной, перенастраивать систему с одного типа материала на другой с помощью библиотеки математических моделей синтеза высокотемпературной керамики, и проводить дистанционное обучение управлению процессом производства высокотемпературной керамики, что способствует обеспечению требуемого качества продукции и уменьшению количества брака вследствие повышения квалификации персонала.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Выполнен анализ производств высокотемпературной керамики как объектов исследования и управления качеством продукции, что позволило составить формализованное описание процесса синтеза этих материалов, сформировать требования к системе.

2. Создана функциональная структура системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов. Разработанная структура позволяет решать задачи исследования процесса синтеза керамических материалов, в том числе наноструктурированных, управления их качеством, настройки системы на тип выпускаемой продукции, оборудования и требования к качеству, а также проводить дистанционное обучение управлению процессом выпуска продукции.

3. Создана математическая модель процесса синтеза высокотемпературной керамики, в том числе наноструктурированной, охватывающая различные типы материалов и характеристики оборудования, описывающая механизмы твердофазного и жидкофазного спекания и позволяющая рассчитывать показатели качества продукции и характеристики процесса синтеза.

4. Сформирована библиотека эмпирических зависимостей показателей качества высокотемпературных керамических материалов от режимных параметров процесса их синтеза.

5. Разработан программный комплекс для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов, включающий интерфейсы исследователя, управленческого персонала и администратора, перенастраиваемый на различные типы продукции и позволяющий исследовать процесс производства высокотемпературной керамики, в том числе наноструктурированной, управлять качеством продукции, а также проводить дистанционное обучение управлению синтезом таких материалов.

6. Осуществлено тестирование и внедрение в производство высокотемпературной керамики системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов.

Объектом исследования являются процесс синтеза высокотемпературных керамических материалов, в том числе наноструктурированных.

Предмет исследования — система компьютерного моделирования и математические модели для исследования процесса синтеза высокотемпературных керамических материалов и управления показателями их качества.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались методы математического моделирования, обработки экспериментальных данных, методы и технологии проектирования программных комплексов с удаленным доступом, а также средства проектирования баз данных, методы объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна.

1. Разработана функциональная структура системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов, отличающаяся перенастраиваемостью на различные типы материалов и оборудования, что позволило реализовать исследование процесса синтеза и управление качеством высокотемпературной керамики, в том числе наноструктурированной, а также удалённое обучение управлению процессом синтеза [1-3].

2. Создана математическая модель синтеза высокотемпературной керамики, отличающаяся учетом основных закономерностей твердофазного и жидкофазного спекания, что позволяет моделировать производство широкого спектра различных материалов [5,8].

3. Построена библиотека эмпирических зависимостей показателей качества продукции от режимных параметров процесса синтеза высокотемпературной керамики, отличающаяся широким охватом различных типов материалов, что позволяет перенастраивать систему компьютерного моделирования с одного типа продукции на другой [6,7].

4. Разработана система компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературной керамики, отличающийся комплексным подходом к моделированию производств высокотемпературной

керамики, что позволило использовать ее для исследования и управления качеством различных видов материалов, в том числе наноструктурированных, а также проводить удалённое обучение [9,10].

Практическая значимость работы. Основные результаты диссертационного исследования, имеющие практическую значимость, заключаются в следующем:

1. Разработана система компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов, позволяющая моделировать процессы синтеза различных материалов, управлять их качеством, а также проводить удалённое обучение управлению процессом производства высокотемпературной керамики.

2. Проведено тестирование и внедрение системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов на предприятие керамической промышленности - ООО «Вириал», что позволило снизить количество брака вследствие повышения квалификации персонала.

3. Осуществлено внедрение системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов в учебный процесс кафедры химической технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов СПбГТИ(ТУ), что позволило использовать современные компьютерные технологии при подготовке студентов по направлению «Материаловедение и технологии материалов».

Соответствие паспорту специальности. Указанная область исследования соответствует паспорту специальности 05.13.18 - «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», а именно: пункту 4 — «Реализация эффективных численных методов и алгоритмов в виде комплексов проблемно-ориентированных программ для проведения вычислительного эксперимента»; пункту 5 - «Комплексные исследования научных и технических проблем с применением современной технологии математического моделирования и

вычислительного эксперимента»; пункту 8 - «Разработка систем компьютерного и имитационного моделирования».

Достоверность и обоснованность. Достоверность и обоснованность диссертационного исследования определяется корректным применением методов математического моделирования, обработки экспериментальных данных, а также сравнением результатов, полученных на основе разработанных алгоритмов и программ, с экспериментальными данными.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях, посвященных 184-й и 185-й годовщинам основания СПбГТЩТУ) (2012, 2013), конференции молодых учёных СПбГТИ(ТУ) «Неделя науки - 2013», международных научных конференциях ММТТ-26 (Саратов, 2013) и ММТТ-27 (Тамбов, 2014), конференции «Неделя науки -2014». С данной тематикой стал финалистом конкурса по программе "Участник молодежного научно-инновационного конкурса" ("УМНИК") фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (Санкт-Петербург, 201 Зг).

Положения, выносимые на защиту:

1. Функциональная структура системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных кераических материалов [1-3].

2. Математическая модель процесса синтеза высокотемпературных керамических материалов [5,8].

3. Библиотека эмпирических зависимостей показателей качества продукции от режимных параметров процесса синтеза высокотемпературных керамических материалов [6,7].

4. Система компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов, позволяющая исследовать процесс синтеза этих материалов, управлять их качеством и проводить

удалённое обучение управлению процессом выпуска высокотемпературной керамики [9,10].

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи опубликованы в журналах из перечня рецензируемых научных журналов и изданий.

Лично автором проведены следующие этапы научного исследования:

1. Спроектирована архитектура системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературной керамики.

2. Предложена математическая модель процесса синтеза высокотемпературных керамических материалов.

3. Создана библиотека эмпирических зависимостей показателей качества продукции от режимных параметров процесса синтеза высокотемпературных керамических материалов.

4. Разработана система компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов, которая позволяет исследовать процесс синтеза этих материалов, проводить удалённое обучение управлению производством высокотемпературной продукции и управлять качеством высокотемпературных керамических материалов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованной литературы и приложения. Основная часть диссертации изложена на 137 страницах, содержит 27 рисунков, 15 таблиц, библиографический список включает 128 наименований. В приложении содержатся копии актов использования результатов диссертационного исследования и фрагменты исходного кода.

В первой главе дана общая характеристика процесса производства высокотемпературной керамики.

Выполнен анализ производств высокотемпературных керамических материалов, который позволил установить основные закономерности процесса и обосновать структуру системы компьютерного моделирования.

Анализ современных математических моделей процессов синтеза позволил обосновать структуру базовой теоретической математической модели процесса, настраиваемой на различные типы материалов.

Во второй главе представлено формализованное описание процесса синтеза высокотемпературной керамики как объекта исследования и управления качеством, сформулированы задачи исследования и управления качеством, представлена функциональная структура системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов и приведена характеристика информационного обеспечения.

В третьей главе предложена математическая модель процесса синтеза высокотемпературной керамики для определения показателей качества производимой продукции. Также представлен алгоритм синтеза эмпирических моделей по имеющимся экспериментальным данным.

Четвертая глава посвящена разработке, описанию принципа действия и тестированию системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературной керамики.

ГЛАВА 1 ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КЕРАМИКИ И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ

МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

В первой главе дана общая характеристика процесса производства высокотемпературной керамики.

Выполнен анализ производств высокотемпературных керамических материалов, который позволил установить основные закономерности процесса и обосновать структуру системы компьютерного моделирования.

Рассмотрен возможный брак продукции и причины его вызывающие.

Анализ современных математических моделей процессов синтеза позволил обосновать структуру базовой теоретической математической модели процесса, настраиваемой на различные типы материалов.

)

1.1 Описание процесса получения высокотемпературной керамики

1.1.1 Описание процесса производства высокотемпературной керамики как

объекта исследования

Процесс получения высокотемпературной керамики (Рисунок 1.1) состоит из нескольких этапов: помол, приготовление смеси, прессование, спекание.

Рисунок 1.1 -Процесс получения высокотемпературной керамики где Х„ Т7/, Г} - векторы входных параметров, управляющих воздействий (режимных параметров процесса), возмущающих воздействий и выходных

параметров модели /-го этапа процесса производства высокотемпературной керамики.

Выходные показатели с предыдущих стадий являются входными в последующие. На каждом этапе можно осуществлять управление.

Спекание - наиболее важный и сложный этап технологии керамики, так как под воздействием высоких температур в ходе физико-химических процессов формируются окончательные свойства: состав, структура форма и размеры керамических изделий, а брак спечённых изделий практически неустраним. Определение рациональных режимов обжига, требований к исходным материалам с целью достижения заданных свойств керамических изделий составляет основную задачу в разработке технологической керамики [11-13].

Спекание - это уплотнение (усадка) поликристаллических материалов при термообработке.

Процессы, протекающие при спекании и приводящие к повышению плотности материала [14-17]:

1) уменьшение объема пор;

2) увеличение площади контакта между зернами;

3) рост зерен, изменение их формы и укладки.

Спеканию подлежат гетерогенные спрессованные порошки (порошковые прессовки), представляющие пористые тела, состоящие из контактирующих частиц и пор между ними (межзеренная пористость) и характеризующиеся определенным составом компонентов, дисперсностью (средними размерами частиц компонентов) и пористостью.

Спекание разделяют на стадии [17,18]:

1) подъем температуры - нагрев (неизотермическое спекание);

2) выдержка при постоянной температуре (изотермическая выдержка, изотермическое спекание);

На стадии нагрева спекание осуществляется по диффузионному

(твердофазному) механизму. Спекание протекает при температурах, когда элементы кристаллической решетки (атомы, ионы) приобретают определенную подвижность. Причиной диффузии являются дефекты кристаллической решетки - вакансии, т. е. пустоты в узлах кристаллической решетки (внутризеренная пористость). Из-за теплового движения атом или ион кристаллической решетки может перескочить на соседнюю вакантную позицию, создавая на прежнем месте новую вакансию. Этим создаются условия для дальнейшего передвижения элементов кристаллической решетки [19-24].

При определенной температуре из-за поверхностной диффузии элементов решетки округляются углы частиц, их поверхность сглаживается.

Для термической обработки (обжига) прессованных заготовок используют электронагревательные печи периодического и непрерывного действия; низкотемпературные и высокотемпературные; камерные для создания рабочей атмосферы или вакуума и др [24-26].

Корректируя температуру в многозонных печах, можно избежать температурного градиента при нагреве и охлаждении в рабочей камере. Передача тепла от нагревательного элемента, выполненного из графита к заготовке осуществляется в основном через излучение.

Достаточное уплотнение достигается при давлении 5-10 МПа. Последние исследования показали, что это относительно низкое давление эффективно, особенно, когда давление увеличивается весьма быстро при приближении к температуре выдержки при окончательной температуре спекания. При температуре спекания изостатическое давление газа вокруг материала приводит к пластическому течению жидкой связующей фазы. Поэтому заготовки с низкой начальной плотностью, которая зафиксирована в процессе вакуумного спекания, достигают удовлетворительной плотности [27-30].

В процессе спекания наблюдаются два конкурирующих массообменных процесса: уменьшение пор (усадка) и рост зерен [31]. Усадка способствует

повышению плотности технической керамики, а рост зерен приводит к ухудшению его физико-механических свойств, лучшие значения которых (повышенная твердость, прочность на изгиб, устойчивость к истиранию — прочность микроструктуры) наблюдаются при малом размере зерна, соответствующем зерногетерофазному уровню структуры материала. Процессами усадки материала и роста зерен можно управлять. Изменяя технологические параметры - температуру и время спекания, скорость нагрева, давление в печи, можно получать различный размер зерен и различные значения свойств твердого сплава.

1.1.2 Характеристика процесса синтеза высокотемпературной керамики

1.1.2.1 Сырьевые материалы

В качестве примера рассмотрим традиционную схему получения высокотемпературной керамики на основе карбида вольфрама (\УС), которая состоит из следующих стадий [32,33]:

1) получение исходных компонентов;

2) получение твердосплавных смесей смешением с измельчением исходных компонентов;

3) приготовление пресс-порошков, прессование (компактирование) заготовок;

4) спекание (консолидация) заготовок.

Для получения размера зерна наноуровня в спеченных твердых сплавах необходимо использовать в качестве исходного сырья наноразмерные порошки, а также не дать вырасти зерну свыше 200 нм в процессе их спекания. Это можно осуществить с помощью следующих технологических приемов [34-38]:

1) на стадии получения исходных компонентов:

использование наноразмерного исходного оксидного сырья;

снижение температуры синтеза вольфрама, карбида вольфрама и никеля;

2) на стадии получения твердосплавных смесей:

длительный сверхтонкий помол или короткий, но высокоэнергетический помол-активация исходных крупных (> 200 нм) компонентов;

3) на стадии спекания заготовок:

спекание под внешним давлением с целью либо снижения температуры спекания, либо времени спекания для предотвращения роста зерна.

Информационное описание нанокристаллического карбида вольфрама, производимого ООО «Вириал» (Санкт-Петербург), представлено в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Информационное описание сырья

Тип Марка Производитель Удельная поверхность порошка по БЭТ, м2/кг Средний размер частиц, м Содержание углерода общего, % мае. Предельное содержание угле-рода свобо- Предельное содержание кисло-

минимальная максимальная минимальное максимальное дного, %мас. рода, % мае.

Кар-бид вольфрама \УС-нано ООО «Вириал» 0,0053 0,006 0,2-10"6 6,09 6,14 0,10 0,15

1.1.2.2 Физические процессы протекающие при синтезе высокотемпературной

керамики

Спекание — это уплотнение (усадка) поликристаллических материалов при термообработке.

Процессы, протекающие при спекании и приводящие к повышению плотности материала:

1) уменьшение объема пор;

2) увеличение площади контакта между зернами;

3) рост зерен, изменение их формы и укладки.

Схема процесса спекания в производстве тонкодисперсных твердых сплавов представлена на рисунке 1.2.

Спеканию подлежат гетерогенные спрессованные порошки (порошковые прессовки), представляющие собой пористые тела, состоящие из контактирующих друг с другом частиц и пор между ними (межзеренная пористость) и характеризующиеся определенным составом компонентов, дисперсностью (средними размерами частиц компонентов) и пористостью [51-52].

Порошковая прессовка:

Характеризуется: составом, начальной пористостью, начальным среднны размером зерна

Стадии.

> Негоотермическое спекание в вакууме (твердофазное)

> I Ьотермическое спекаш 1е под давлением (жпдкофазное) Управляющие воздействия: начальная и конечная температура в печи, время спекания, давление инертного газа

Сплавы:

> Вольфрамсодер-жащие твердые сплавы

> Безвольфрамовые твердые сплавы Показатели качества: плотность, твердость, прочность при изгибе, пористость, средний размер зерна.

Рисунок 1.2 - Схема процесса спекания

Отдельные дисперсные частицы (зерна) материала связаны в прессовке прослойками технологической связки. Так, прессовка для получения вольфрамоникелевых твердых сплавов состоит из зерен карбида вольфрама (\\^С) со средним размером 1 мкм и частиц никеля (N1) размером 0,1 мкм, как показано на

рисунке 1.3 (пористость составляет около 40%).

Рисунок 1.3 - Двухкомпонентная прессовка «карбид вольфрама - никель» после отгонки

органического пластификатора

Спекание разделяют на три стадии [53-57]:

1) подъем температуры - нагрев (неизотермическое спекание)-,

2) выдержка при постоянной температуре (изотермическая выдержка, изотермическое спекание);

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Корниенко, Иван Григорьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основании анализа характеристик процесса производства высокотемпературной керамики, математических моделей, используемых для моделирования процесса, и существующих систем управления качеством изделий сформулированы требования к разрабатываемой системе компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов.

2. Разработана функциональная структура системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов, включающая подсистему моделирования, информационную подсистему и интерфейсы исследователя, управленческого персонала и администратора.

3. Создана математическая модель процесса синтеза высокотемпературной керамики, отражающая закономерности твердофазного и жидкофазного спекания, позволяющая рассчитывать показатели качества продукции для различных типов материалов, в том числе и наноструктурированных, и характеристик оборудования.

4. Сформирована библиотека эмпирических зависимостей показателей качества высокотемпературных керамических материалов от основных режимных параметров процесса, таких как температура, время спекания, давление в печи и др.

5. Разработана система компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов, включающая подсистему моделирования, информационную подсистему и интерфейсы исследователя, управленческого персонала и администратора.

6. Выполнено тестирование системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов и внедрение на предприятие керамической промышленности ООО «Вириал», что позволило уменьшить количество брака, достичь экономии

дорогостоящего сырья вследствие повышения квалификации персонала; уменьшить затраты на проведение натурных экспериментов с новыми типами материалов вследствие возможности компьютерного исследования зависимости показателей качества от свойств материала и режимных параметров процесса синтеза по математическим моделям.

7. Выполнено внедрение системы компьютерного моделирования для исследования и управления качеством высокотемпературных керамических материалов в учебный процесс кафедры химической технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов СПбГТИ(ТУ), что позволило использовать современные компьютерные технологии при подготовке студентов по направлению «Материаловедение и технологии материалов».

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Корниенко, Иван Григорьевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чистякова, Т. Б. Программный комплекс для исследования процессов получения твёрдых сплавов / Т. Б. Чистякова, И. Г. Корниенко, С. С. Орданьян, Д. С. Рыбин, А. Н. Полосин // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: управление, вычислительная техника и информатика. - 2014. (издание рекомендовано ВАК РФ).

2. Чистякова, Т. Б. Система электронного обучения управлению процессами получения твёрдых сплавов / Т. Б. Чистякова, И. Г. Корниенко, И. В. Новожилова // Известия МГТУ «МАМИ». - 2014. (издание рекомендовано ВАК РФ).

3. Чистякова, Т. Б. Программный комплекс для имитационного моделирования процессов спекания в высокотехнологичных керамических

N

производствах / Т. Б. Чистякова, И. Г. Корниенко, А. Н. Полосин, С. С. Орданьян, В. Н. Фищев // Научная конференция посвященная 184-й годовщине образования СПбГТИ(ТУ) : сб. тр. науч. конф. поев. 184-й годовщине обр. СПбГТИ(ТУ), 29-30 ноября 2012 г. - СПб : СПбГТИ(ТУ), 2012. - С. 149-150.

4. Корниенко, И. Г. Математическая модель для исследования усадки керамических материалов при диффузионном спекании / И. Г. Корниенко, Т. Б. Чистякова, А. Н. Полосин, С. С. Орданьян, В. И. Румянцев// Сборник тезисов научно-технической конференции молодых учёных «Неделя науки - 2013» СПбГТИ(ТУ), 2-4 апр. 2013 г. - СПб. : СПбГТИ(ТУ), 2013. - С. 166-167.

5. Корниенко, И. Г. Программный комплекс для электронного обучения управлению процессом получения твёрдых сплавов / И. Г. Корниенко, Т. Б. Чистякова // Участники школы молодых ученых и программы УМНИК : сб. тр. XXVI Междунар. науч. конф., 24-26 апреля 2013 г. В 2 ч. Ч. 1. - Саратов : СГТУ им. Гагарина Ю.А., 2013. - С. 236-238.

6. Корниенко, И. Г. Симулятор для электронного обучения управлению процессом получения твёрдых сплавов / И. Г. Корниенко, Т. Б. Чистякова, А. Н. Полосин, С. С. Орданьян, В. И. Румянцев // Методология и организация инновационной деятельности в сфере высоких технологий : сб. тр. междунар. науч.-практ. школы для молодежи, 13-15 мая 2013 г. - СПб. : Изд-во СПбГПУ, 2013.-С. 73-82.

7. Корниенко, И. Г. Программный комплекс и математическая модель для электронного обучения управлению процессом производства твёрдых сплавов / И. Г. Корниенко, Т. Б. Чистякова, А. Н. Полосин, В. Н. Фищев, В. И. Румянцев // Научная конференция посвященная 185-й годовщине образования СПбГТИ(ТУ) : сб. тр. науч. конф. поев. 185-й годовщине обр. СПбГТИ(ТУ), 27 ноября 2013 г. — СПб : СПбГТИ(ТУ), 2013. - С. 396-397.

8. Корниенко, И. Г. Структура системы электронного обучения управлению процессами получения твёрдых сплавов / И. Г. Корниенко, Т. Б. Чистякова, А. Н. Полосин, В. Н. Фищев, И. В. Новожилова, А. С. Степанова// Сборник тезисов научно-технической конференции молодых учёных «Неделя науки — 2014» СПбГТИ(ТУ), 31 марта - 1 апр. 2014 г. - СПб. : СПбГТИ(ТУ), 2014. - С. 173-174.

9. Бородулин, А. С. Методы и технологии синтеза виртуальных моделей для обучения управлению печами в производстве высокотемпературных материалов / А. С. Бородулин, И. Г. Корниенко // Сборник тезисов научно-технической конференции молодых учёных «Неделя науки - 2014» СПбГТИ(ТУ), 31 марта - 1 апр. 2014 г. - СПб. : СПбГТИ(ТУ), 2014. - С. 161-162.

10. Чистякова, Т. Б. Автоматизированные системы обработки информации и управления качеством нанопродукции : учеб. пособие / Т. Б. Чистякова, И. Г. Корниенко, А. Н. Полосин, И. В. Новожилова, Ю. В. Сидельников. - СПб. : Изд-во СПбГТИ(ТУ), 2013. - 87 с.

11. Френкель, Я. И. Введение в теорию металлов : научное издание / Я. И. Френкель; под ред. С. В. Вонсовского. - Изд. 4-е. - Ленинград : Наука, Ленингр. отд-ние, 1972. - 424 с.

12. Пинес, Б. Я. Самодиффузия в неоднородных пористых телах / Б. Я. Пинес, Я. Е. Гегузин // Журн.техн.физики. - 1953. - Т. 23, № 9. - С. 1559-1572.

13. Фальковский, В. А. Твердые сплавы / В. А. Фальковский, Л. И. Клячко // СПб. : Издательский дом «Руда и металлы», 2005. - 416 с.

14. Гегузин, Я. Е. Физика спекания / Я. Е. Гегузин. - М. : Наука, 1967. -

360 с.

15. Гаршин, А. П. Керамика для машиностроения / А. П. Гаршин, В. М. Гропянов, Г. П. Зайцев. — М. : Научтехлитиздат, 2003. - 381 с.

16. Рагуля, А. В. Консолидированные наноструктурные материалы / А. В. Рагуля, В. В. Скороход. - К. : Наук, думка, 2007. - 376 с.

17. Жорник, В. А. Моделирование процессов спекания порошковых покрытий при тепловом и механическом воздействиях / В. А. Жорник, Ю. А'. Прокопенко // Вестник ТГТУ. - 2010. - Т. 16, № 1. - С. 59-66.

18. Степанов, Н. Ю. Моделирование процессов спекания нанопорошка никеля под давлением / Н. Ю. Степанов, С. А. Тихомиров // Физика и химия обработки материалов. — 2009. -№ 4. - С. 51-56.

19. Гостеев, Ю.А. Математическое моделирование спекания ультрадисперсного порошка / Ю.А. Гостеев, А. В. Фёдоров // Физика горения и взрыва. - 2004. - Т. 40, № 2. - С. 42-44.

20. Kamnis, S. Computational simulation of thermally sprayed WC-Co powder / S. Kamnis [ et al. ] // Computational materials sci. - 2008. - Vol. 43. - P. 1172-1182.

21. Курлов, А. С. Влияние температуры спекания на фазовый состав и микротвёрдость твёрдого сплава WC с Со / А. С. Курлов, А. А. Ремпель // Неорганические материалы. - 2007. - Т. 43, № 6. - с 685-691.

22. Курлов, А. С. Влияние размера наночастиц на температуру спекания, плотность и микротвёрдость сплавов WC с Со (8 мае. %) / А. С. Курлов, А. А. Ремпель // Неорганические материалы. - 2009. - Т. 45, № 4. - С. 428-433.

23. Гаврилов, К. Н. Моделирование процесса жидкофазного спекания композиционных материалов содержащих карбид титана, контактным плавлением и промышленная реализация полученных результатов: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.16.06. / К. Н. Гаврилов ; ЮРГПУ (НПИ) - Новочеркасск , 2005.-22 с.

24. Сорокова, С. Н., Князева А.Г. Математическое моделирование объёмных изменений в процессе спекания порошков Ti-Al / С. H. Сорокова, А. Г. Князева // Физическая механика. - 2009. - Т. 11, № 6. - С. 95-101.

25. Степанов, Ю. Н. Моделирование процесса спекания нанопорошка никеля под давлением / Ю. Н. Степанов, С. А. Тихомиров // Физика и химия обработки материалов. - 2009 - №4. - С. 51-56.

26. Савицкий, А. П. Многоуровневое моделирование объёмных изменений двухкомпонентных порошковых тел при спекании / А. П. Савицкий // Журнал технической физики. - 2010. - Т. 80, №3. - С. 63-68.

27. Неорганическое материаловедение : энцикл. изд. : в 2 т. / Редкол. : В. В. Скороход (гл. ред.) [и др.] ; Национ. акад. наук Украины, Ин-т проблем материаловедения им. И.Н. Францевича. - К. : Наук, думка, 2008. - 2 т.

28. Virial. Производство [Электронный ресурс] : сайт компании «Вириал». - Режим доступа : http://www.virial.ru/factory, свободный. - Загл. с экрана.

29. High Temperature Dilatometer DIL 402 E/7 : Operating Instructions. - Selb : NETZSCH-Gerâtebau GmbH, 2008. - 53 p.

30. Промышленные системы [Электронный ресурс] : сайт компании «PVA TePla AG», производящей вакуумное оборудование для высокотемпературных и плазменных процессов. - Режим доступа

http://www.pvatepla.com/ru/нaпpaвлeния-бизнeca/пpoмышлeнныe-cиcтeмы, свободный. - Загл. с экрана.

31. Virial. Материалы [Электронный ресурс] : сайт компании «Вириал». -Режим доступа : http://www.virial.ru/materials/92, свободный. - Загл. с экрана.

32. Вихман, С. В. Физико-химические основы технологии наноструктурированных конструкционных керамических материалов : метод, указания / С. В. Вихман, О. А. Кожевников. - СПб. : СПбГТИ(ТУ), 2012. - 48 с.

33. Гостеев, Ю. А. Математическое моделирование спекания ультрадисперсного порошка / Ю. А. Гостеев, А. В. Федоров // Физика горения и взрыва. - 2004. - Т. 40, № 2. - С. 42-44.

34. Гартман, Т. Н. Основы компьютерного моделирования химико-технологических процессов : учеб. пособие / Т. Н. Гартман, Д. В. Клушин. - М. : Академкнига, 2006. - 416 с.

35. Советов, Б. Я. Моделирование систем : учеб. для вузов / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев. — 5-е изд., стер. - М. : Высш. шк., 2007. — 343 с.

36. Тарасик, В. П. Математическое моделирование технических систем : учеб. для вузов / В. П. Тарасик. - Изд. 2-е, испр. и доп. — Мн. : Дизайн ПРО,. 2004. - 640 с.

37. Норенков, И. П. Автоматизированные информационные системы : учеб. пособие для вузов / И. П. Норенков. - М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. - 342 с.

38. Косарев, Е. JI. Методы обработки экспериментальных данных / Е. Л. Косарев. - М. : Физматлит, 2008. - 208 с.

39. Oakdale Engineering Home [Электронный ресурс] : информационный портал, посвященный ПО DataFit. - Режим доступа : http://www.oakdaleengr.com, свободный. - Загл. с экрана.

40. Образовательный математический сайт Exponenta.ru. Раздел «Другие пакеты» [Электронный ресурс] : информационный раздел, посвященный

компьютерной лаборатории для моделирования и исследования сложных динамических систем. - Режим доступа : http://exponenta.ru, свободный. - Загл. с экрана.

41. Половко, А. М. Интерполяция. Методы и компьютерные технологии их реализации / А. М. Половко, П. Н. Бутусов. - СПб. : БХВ-Петербург, 2004. - 320 с.

42. Советов, Б. Я. Базы данных. Теория и практика / Б. Я. Советов, В. В. Цехановский, В. Д. Чертовской. - 2-е изд., стер. - М. : Высш. шк., 2007. — 462 с.

43. Советов, Б. Я. Информационные технологии : учеб. для вузов / Б. Я. Советов, В. В. Цехановский. - 3-е изд., стер. - М. : Высш. шк., 2006. - 263 с.

44. Пауэре, Л. Microsoft Visual Studio 2008 / Л. Пауэре, M. Снелл ; пер. с англ. - СПб. : БХВ-Петербург, 2009. - 1171 с.

45. Чистякова, Т. Б. Программирование на языке высокого уровня на примере объектов химической технологии : учеб. пособие для вузов / Т. Б. Чистякова, И. В. Новожилова, Р. В. Антипин. — СПб. : Изд-во СПбГТИ(ТУ), 2012.-232 с.

46. Тенишев, Д. Ш. Лингвистическое и программное обеспечение автоматизированных систем : учеб. пособие для вузов / Д. Ш. Тенишев ; под ред. Т. Б. Чистяковой. - СПб. : ЦОП «Профессия», 2010. - 403 с.

47. Чистякова, Т. Б. Интеллектуальное управление многоассортиментным коксохимическим производством / Т. Б. Чистякова, О. Г. Бойкова, Н. А. Чистяков. - СПб. : ЦОП «Профессия», 2010.- 187 с.

48. Интеллектуальные системы технологического проектирования, управления и обучения в многоассортиментном производстве гранулированных пористых материалов из тонкодисперсных частиц / Т. Б. Чистякова [и др.]. — СПб. : Изд-во СПбГТИ(ТУ), 2012. - 324 с.

49. Мельников, В. П. Информационная безопасность и защита информации : учеб. пособие для вузов / В. П. Мельников, С. А. Клейменов, А. М. Петраков ; под ред. С. А. Клейменова. - 2-е изд. - М. : Академия, 2007. — 331 с.

50. Правовое обеспечение информационной безопасности : учебник / Под общ. науч. ред. В. А. Минаева [ и др. ]. - М. : Маросейка, 2008. - 368 с.

51. Гнесин, Г.Г. Энциклопедический словарь по материаловедению: Биографический словарь. 2-е издание, исправленное и дополненное. — СПб. : Наука, 2013.-270 с.

52. Осокин, Е. Н. Процессы порошковой металлургии / Е. Н. Осокин. — Красноярск: ИПК СФ, 2008. - 421 с.

53. Борисенко, Н. И. Лабораторный практикум для учебных курсов процессы порошковой металлургии / Н. И. Борисенко. - Электросталь, 2006. — 175 с.

54. Самсонов, Г. В. Неметаллические нитриды / Г. В. Самсонов. - М. : Металлургия, 1969. - 264 с.

55. Самсонов, Г. В. Бориды / Г. В. Самсонов, Т. И. Серебрякова, В. А. Неронов. - М. : Атомиздат, 1975. - 374 с.

56. Пентекост, Дж. Л. Материалы и системы покрытий / Дж. Л. Пентекост // Высокотемпературные неорганические покрытия. Под ред. Дж. Гуменика, мл. — М. : Металлургия, 1968. - С. 20-143.

57. Strife, J. R. Ceramic coatings for carbon-carbon composites / J. R. Strife, J. E. Sheehan // Am. Ceram. Soc. Bull. - 1988. - V. 67, N 2. - P. 369-374.

58. Schioler, L. J. Ceramic Matrix Composites: A Literature Review / L. J. Schioler, J. J. Stiglich //Am. Ceram. Soc. Bull. - 1986. -V. 65, N2. - P. 289-292.

59. Fitzer, E. and Gadow R. Fiber-Reinforced Silicon Carbide / E. Fitzer, R. Gadow // Am. Ceram. Soc. Bull. -1986. - V. 65, N 2. - P. 326-335.

60. Accountius, О. Oxidation Resistances of Ternary Mixtures of the Carbides of Titanium, Silicon and Boron / O. Accountius, H. Sisler, S. Sheblin, G. Bole // J. Am. Ceram. Soc. - 1954. - V.37, N4. - P. 173-177.

61. Zdaniewski, W. Role of Microstructure and Intergranular Phases in Stress Corrosion of TiB2 Exposed to Liquid Aluminium / W. Zdaniewski // J. Am. Ceram. Soc. - 1985. - V. 68, N 11. - C. 309-312.

62. Watanabe, T. Mechanical Properties of Hot-Pressed TiB2 Zr02 Composites / T. Watanabe, K. Shoubu // J. Am. Ceram. Soc. - 1985. - V. 68, N 2. - С 34-36.

63. Meier, F.P. Reinforcing Silica with High Purity Fibers / F. P. Meier, G. D. Quinn, J. C. Walck // Ceram. Eng. Sci. Proc. -1985. - V.6., N 7-8. - P. 646-656.

64. Голдин, Б. А. Петрогенетика порошков, керамики и композитов / Б. А. Голдии, П. В. Истомин, Ю. И. Рябков. - Сыктывкар : Коми научный центр УрО РАН, 2006. - 276 с.

65. Andrievski, R.A. The-state-of-the-art of nanostructured high melting point compound-based materials / R.A. Andrievski // Nanostructured Materials. Kluwer Academic Publishers. - Printed in Netherlands., 1998. - P. 262-282.

66. Аппен, А. А. Физико-химические процессы в покрытиях, получаемых из расплавов и полурасплавов / А. А. Аппен // Проблемы химии силикатов. - JI. : Наука, 1974. - С. 250-267.

67. Баньковская, И. Б. Взаимодействие некоторых металлов с натриевосиликатным расплавом : автореф. дис. ... канд. хим. наук / И. Б. Баньковская. - JL, 1971.-24 с.

68. Висоцкис, К. К. Явления смачивания и химического взаимодействия на межфазовой границе твёрдый металл - силикатный расплав : автореф. дис. ... канд. хим. наук / К. К. Висоцкис. - JL, 1972. - 25 с.

69. Ситникова, А. Я. Использование микроанализатора для исследования взаимодействия титана с покрытиями / А. Я. Ситникова, Н. С. Андрущенко // Защитные высокотемпературные покрытия. - JI. : Наука, 1972. - С. 353-359.

70. Антонова, Е.А. Взаимодействие покрытия Ni-Cr-Si-B со сталью 1Х18Н9Т при длительном отжиге / Е. А. Антонова, Н. С. Андрущенко, JI. М. Синай // Защита металлов. - 1972. - Т.8, №.5. - С.538-544.

71. Каялова, С. С. Стеклонихромовые покрытия на малоуглеродистых и низколегированных сталях / С. С. Каялова, А. А. Аппен, Г. В. Байкова // Защита металлов. - 1970. - Т.6, № 1. - С. 31-36.

72. Сазонова, М. В. Защита некоторых боридов от окисления в воздухе при 1200 °С / М. В. Сазонова // Защитные высокотемпературные покрытия. JI. : Наука, 1972.-С. 173-181.

73. Попов, Н. Н. Защита железа от окисления тонким слоем силикатных расплавов / Н. Н. Попов, А. А. Аппен // ЖПХ. - 1969. - Т. XLII, № 12. - С. 27162722.

74. Аппен, А. А. Коррозионная активность силикатных расплавов / А. А. Аппен, В. И. Артемьев // ЖПХ. - 1967. - T.XL, № 7. - С.1469-1473.

75. Зиятдинов Н.Н., Лаптева Т.В., Островский Г.М. Современные методы оптимизации в подготовке системных инженеров в области химической технологии //ВестникКазанского технол-го ун-та. - 2013. № 16. - С. 131-134.

76. Sheppard Laurel, М. Cost-effective manufacturing of advanced ceramics / M. Sheppard Laurel // Ceramic Bulletin. - 1991. - V. 70, N 4. - P. 692-701.

77. Гуменик, Дж. мл. Перспективы дальнейшего развития / Дж. Гуменик мл., Дж. Л. Пентекост // Высокотемпературные неорганические покрытия. Под ред. Дж. Гуменикамл. - М. : Металлургия, 1968. - С. 333-339.

78. Ban'kovskaya, I. В. Chemical Resistance of Titanium in Glass Melt / I. B. Ban'kovskaya, M. P. Syomov // Titanium'99. (Ninth World Conference on Titanium). Ed. I.V. Gorynin, S.S.Ushkov. - St. Petersburg, Russia : CRISM "Prometey", 2000. -Vol. II.-P. 939-944.

79. Аппен, А. А. Исследование коррозии титана в силикатном расплаве методом эмиссионного спектрального анализа / А. А. Аппен, И. Б. Баньковская, X. И. Зильберштейн // Журн. прикл. химии. - 1968. -Т. XLI, № 3. - С. 509-514.

80. Scholze, Н. Gases and Water in Glass. Part one / H. Scholze // Glass Industry. - 1966. - V. 47, N10. - P. 546-551.

81. Scholze, H. Gases and Water in Glass. Part two. / H. Scholze // Glass Industry. - 1966. - V. 47, N11. - P. 622-628.

82. Баньковская, И. Б. К вопросу о взаимодействии некоторых переходных металлов с натриевосиликатным расплавом / И. Б. Баньковская // Журн. прикл. химии. - Т. XLIII, № 12. - С. 2597-2601.

83. Френкель, Б. Н. Исследование реакций образования силикатов пяти щелочных металлов (от лития до цезия) : автореф. дис. ... канд. хим. наук / Б. Н. Френкель. - М. : МХТИ, 1966. - 24 с.

84. Термодинамические свойства неорганических веществ : справочник / У. Д. Верятин [и др.]; под ред. А. П. Зефирова - М. : Атомиздат, 1965. - 460 с.

85. Уикс, К. Е. Термодинамические свойства 65 элементов, их окислов, галогенидов, карбидов и нитридов / К. Е. Уикс, Ф. Е. Блок. — М. : Металлургия, 1965.-240 с.

86. Аммон Л.Ю., Жабрев В.А. Компьютерное моделирование процесса зарождения наноразмерных частиц при золь-гель синтезе // Известия СПбГЭТИ (ТУ). - 2012. - № 16(42). - С.78-80

87. Баньковская, И.Б. Спектральный метод определения коррозионных потерь некоторых переходных металлов в натриевосиликатном расплаве / И. Б. Баньковская, X. И. Зильберштейн, М. В. Сазонова // Заводская лаборатория. -1969. -№ 8. -С. 941-943.

88. Аппен, А. А. Изучение продуктов взаимодействия металлов с натриевосиликатным расплавом / А. А. Аппен, Н. С. Андрущенко, И. Б.

Баньковская, M. В. Сазонова // Физика и химия обработки материалов. - 1972. — №6.-С. 51-55.

89. Сёмов, М. П. Спектральный анализ чистых веществ / М. П. Сёмов // Физикохимия силикатов и оксидов. - СПб. : Наука, 1998. - С. 298-304.

90. Spectrochemical Analysis of Pure Substances / Ed. By Kh. I. Zil'bershtein. -Adam Hilger Ltd., 1977. - 435 p.

91. Ситникова, А. Я. О механизме взаимодействия титана с силикатными покрытиями / А. Я. Ситникова, И. Б. Баньковская, И. С. Анитов, M. М. Пирютко, Ю. Г. Соколов // Журн. прикл. химии. - 1971. - T. XLIV, № 9. - С. 1929-1933.

92. Сазонова, М. В. Жаростойкие покрытия для волокнистых неметаллических материалов / М. В. Сазонова, Г. Н. Горбатова, Е. А. Карпиченко, Г. Т. Смирнова, Н. И. Курапова // Защитные покрытия. - JI. : Наука, 1979.-С. 135-139.

93. Баньковская, И. Б. Термическая стабильность композиций из дисилицида молибдена, кварца и стекла / И. Б. Баньковская, М. В. Сазонова // Антикоррозионные покрытия. - JI. : Наука, 1983. - С. 50-57.

94. Портной, К. И. Диаграмма состояния Мо-В / К. И. Портной, Ю. В. Левинский, В. М. Ромашов // Изв. АН СССР. Металлы. - 1967. - № 4. - С. 171.

95. Баньковская, И. Б. Стеклокерамические покрытия для алюмооксидных материалов / И. Б. Баньковская, В. Н. Филиппович // Журн. прикл. химии. -1997. - Т. 70, № 7. - С. 1203-1205.

96. Баньковская, И. Б. Жаростойкость и фазовый состав композиций при термообработке на воздухе / И. Б. Баньковская, Г. Н. Горбатова, Н. С. Юрицын // Журн. прикл. химии. - 1997. - Т. 70, № 12. - С. 1940-1944.

97. Баньковская, И. Б. Кинетика взаимодействия в системе AI203 -стеклокерамическое покрытие / И. Б. Баньковская, А. Е. Лапшин // Неорганические материалы. - 1998. - Т. 34, № 12. - С. 1515-1518.

98. Дергапуцкая, JI.A. Волокнистые теплоизоляционные огнеупоры / JI. А. Дергапуцкая // Огнеупоры. - 1993. - № 5. - С. 26-29.

99. Leiser Daniel, В. High Temperature Properties of an Alumina Enhanced Thermal Barrier / B. Leiser Daniel //Ceram. Eng. Sci. Proc. - 1987. - V.8, N 7-8. - P. 611-612.

100. Баньковская, И. Б. Состав для покрытия. А.с. 1331846 СССР / И. Б. Баньковская, М. В. Сазонова, Е. А. Антонова // Б.И. - 1987. - №31.

101. Баньковская, И. Б. Термическая стабильность некоторых стеклокерамическнх композиций при 1400 °С / И. Б. Баньковская, М. В. Сазонова // Температуроустойчивые покрытия. - JI. : Наука, 1985. - С. 86-91.

102. Аппен, А. А. Химия стекла / А. А. Аппен. - JI. : Химия, 1974. - 351 с.

103. Urbain, G. Messures de viscosite de liquids binaires SiC>2 -B203 riches en silice / G. Urbain, F. Millon, S. Cariset // Compt. Rend. Acad. Sci. -1980. - T. 290. -P. 137-140.

104. Лавренко, В. А. Взаимодействие композиционных керамических материалов с коррозионно-активными средами / В. А. Лавренко // Порошковая металлургия. -2000. - №37/8. - С.55-68.

105. Bundschuh, К. Selection of materials for use at temperatures above 1500°C in oxiding atmospheres / K. Bundschuh, M. Schuze, C. Muller, P. Greil, W. Heider // J. Europ. Ceram. Soc. - 1998. - №18. - P. 2389-2391.

106. Lavrenko, V. A. Features of corrosion resistance of A1N SiC ceramics in air up 1600°C / V. A. Lavrenko, V. Desmaison-Brut, A. D. Panasyuk, J. Desmaison // J. Europ. Ceram. Soc. - 1998. -№18. - P.2339-3243.

107. Григорьев, O.H. Получение и свойства многослойной керамики системы SiC TiB2 / О. Н. Григорьев, А. В. Коротеев, А. В. Клименко, Е. Е. Майборода, Е. В. Прилуцкий, Н. Д. Бега И Огнеупоры и техническая керамика. -2000.-№11.-С. 20-25.

108. Matsushita, J. Oxidation of TiB2 A1203 composites in air / J. Matsushita, S. Hayashi, H. Saito // J. Ceram. Soc. Japan. - 1990. - №98/3. - P. 308-309.

109. Grigoriev, O. N. Structure and Properties of SiC-TiB2 Ceramics / O. N. Grigoriev, V. I. Subbotin, V. V. Kovalchuk, Y. G. Gogotsi // Journ. of Materials Processing & Manufacturing Science. - 1998. - V. 7. - P. 99-110.

110. Орданьян, С. С. О некоторых свойствах композиционных материалов в системе SiC TiB2 / С. С. Орданьян, С. В. Вихман // Огнеупоры и техническая керамика. - 1997. - №7. - С. 2-4.

111. Портной, К. И. Легирование боридных сплавов кремнием / К. И. Портной, Г. В. Самсонов, К. И. Фролова // Изв. АН СССР. Серия «Металлургия и топливо». - 1959.-№2.-С. 117-121.

112. Портной, К. И. Некоторые принципы легирования боридных сплавов / / К. И. Портной, Г. В. Самсонов // Изв. АН СССР. ОТН. - 1958. - № 7. - С. 140141.

113. Shaffer, Р. Т. В. An Oxidation Resistant Boride Composition / P. Т. B. Shaffer // Am. Ceram. Soc. Bull. - 1962. - V. 41, N2. - P. 96-99.

114. Stavrolakis, J. A. An Investigation of Boride Cermets / J. A. Stavrolakis, H. N. Barr, H. H. Rice // Am. Ceram. Soc. Bull. - 1956. - V. 35, N 2. - P. 47 52.

115. Tripp, W. C. Effect of an SiC Addition on Oxidation of ZrB2 / W. C. Tripp, H. H. Davis, H. C. Graham // Am. Ceram. Soc. Bull. - 1973. - V. 52, N 8. - P. 612-616.

116. Лавренко, В. А. Взаимодействие материалов системы ZrB2 ZrSi2 с кислородом при высокой температуре / В. А. Лавренко, А. Д. Панасюк, Т. Г. Проценко, В. П. Дятел, Е. С. Луговская, Е. И. Егорова // Порошковая металлургия. -1982. - № 6. - С. 56-58.

117. Zhong, X. High Temperature Properties of Refractory Composites / X. Zhong, H. Zhao // Am. Ceram. Soc. Bull. - 1999. - V. 78, N 7. - P. 98-101.

118. Лавренко, В. А. Коррозия конструкционной керамики / В. А. Лавренко, Ю. Г. Гогоци - М. : Металлургия, 1989. - 198 с.

119. Washburn, M. Е. Reaction Formed Ceramics / M. E. Washburn, W. S. Coblenz // Am. Ceram. Soc. Bull. - 1988. - V. 67, N 2. - P. 356-363.

120. Баньковская, И. Б. Жаростойкость и фазовый состав композиций Zr02 SiB4 и ZrB2 SiB4 при термообработке на воздухе / И. Б. Баньковская, Г. Н. Горбатова, Н. С. Юрицын // Журн. прикл. химии. - 1997. - Т. 70, № 12. - С. 1940-1944.

121. Баньковская, И. Б. Окисление композитов ZrB2 Zr02 при нагревании на воздухе / И. Б. Баньковская, Г. Н. Горбатова, Н. С. Юрицын // Журн. прикл. химии. -2000. - Т. 73. №8. - С. 1247-1249.

122. Баньковская, И. Б. Особенности окисления порошковых борсодержащих композиций / И. Б. Баньковская, Б. 3. Певзнер, Г. Н. Горбатова // Журн. прикл. химии. - 1999. - Т. 72, №6. - С. 896-900.

123. Баньковская, И. Б. Нанотехнология капсулирования борида циркония при формированиижаростойких покрытий / И. Б. Баньковская, М. П. Сёмов, А. Е. Лапшин, Т. Г. Костырева // Физика и химия стекла. - 2005. - Т. 31, № 4. - С. 581588.

124. Сазонова, М. В. Жаростойкие защитные покрытия для углеродных материалов / М. В. Сазонова, И. Б. Баньковская, Г. Н. Горбатова, В. Н. Филиппович // Неорган, матер. - 1995. - Т. 31, № 8. - С. 1072-1075.

125. Баньковская, И. Б. Керамические покрытия для углеродных материалов / И. Б. Баньковская, Г. Н. Горбатова, М. В. Сазонова, В. Н. Филиппович // Ж. прикл. химии. - 1997. - Т. 70, № 11. - С. 1907- 1909.

126. Баньковская, И. Б. Жаростойкие покрытия на графит в системе Zr02 ZrB2 - золь SiC>2 / И. Б. Баньковская, Г. Н. Горбатова, С. В. Полиц // Температуроустойчивые функциональные покрытия. Тр. XIX Всерос. совещ. ИХС РАН. - 2003. - Т.1. - С. 26-29.

127. Баньковская, И. Б. Жаростойкие покрытия на графит в системе ZrB2 кремнезём / И. Б. Баньковская, Г. Н. Горбатова, С. В. Полиц // Температуроустойчивые функциональные покрытия. Тр. XIX Всерос. совещ. ИХС РАН. - 2003. - Т.1. - С. 30-32.

128. Баньковская, И. Б. Взаимодействие борида циркония с оксидом кремния разной дисперсности на воздухе / И. Б. Баньковская, Г. Н. Горбатова, М. П. Сёмов // Неорганич. матер. - 2003. - Т. 39, № 5. - С. 566-568.