Сучасні технології 3D-друку, мікрохвильової обробки та іскро-плазмового спікання для виготовлення виробів із композиційних матеріалів на основі тугоплавких сполук
За матеріалами доповіді на засіданні Президії НАН України 6 березня 2024 року
DOI:
https://doi.org/10.15407/visn2024.05.092Ключові слова:
наноматеріали, 3D-друк, робокастинг, тугоплавкі сполуки, мікрохвильове спікання, ільменіт, іскро-плазмове спікання, ауксетики, зносостійкість.Анотація
У доповіді наведено найважливіші результати фундаментальних та прикладних досліджень, проведених в Інституті проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України з розроблення сучасних технологій синтезу та консолідації композиційних матеріалів на основі тугоплавких сполук для виготовлення виробів, що експлуатуються в умовах екстремальних температур, навантажень та агресивних середовищ, а також створення новітніх матеріалів для 3D-друку за технологіями робокастингу та FDM. Представлено новітні розробки в галузі переробної промисловості, які передбачають впровадження екологічно чистих та енергоощадних технологій обробки руди, що має особливе значення для підвищення конкурентоспроможності експортно орієнтованих галузей економіки України у післявоєнний час.
Посилання
Myslyvchenko O., Litvyn R., Krushynska L., Zgalat-Lozynskyy O. Phase transformations of ilmenite ore during microwave treatment at a frequency of 2.45 GHz under the influence of sucrose. Materialia. 2022. 22: 101417. https://doi.org/10.1016/j.mtla.2022.101417
Myslyvchenko O.M., Litvin R.V., Zgalat-Lozynskyy O.B. Oxidation of the Irshansk Ilmenite Ore in Microwave Heating. Powder Metall. Met. Ceram. 2022. 61: 414—423. https://doi.org/10.1007/s11106-023-00328-x
Zgalat-Lozinskii O.B., Kolesnichenko V.G., Zamula M.V., Solyanik L.V., Garbuz V.V., Klochkov L.A., Dubovitskaya N.V., Ragulya A.V. Thermochemical microwave treatment of refractory nanopowders. Powder Metall. Met. Ceram. 2013. 52: 137—143. https://doi.org/10.1007/s11106-013-9506-x
Ragulya A.V., Zgalat-Lozinskii O.B. Sintering of Refractory Compound Nanocrystalline Powders. Part 1. Storage and Preliminary Heat Treatment of Titanium Nitride Nanocrystalline Powders. Powder Metall. Met. Ceram. 2001. 40: 471—477. https://doi.org/10.1023/A:1014335506115
Zgalat-Lozynskyy O.B., Tischenko N.I., Varchenko V.T., Ragulya A.V., Polotai A. Tribological Behaviour of Si3N4-Based Nanocomposites. Tribology International. 2015. 91: 85—93. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.06.027
Zgalat-Lozynskyy O.B., Apurbba K.S., Yehorov I.I., Varchenko V.T., Suresh K.S. Wear-Resistant TiN–20 wt.% Si3N4 and TiN–20 wt.% TiB2 Composites Produced by Microwave Sintering. Powder Metall. Met. Ceram. 2021. 59: 611—620. https://doi.org/10.1007/s11106-021-00196-3
Zgalat-Lozynskyy O., Andrzejczuk M., Varchenko V., Herrmann M., Ragulya A., Polotai A. Superplastic deformation of Si3N4 based nanocomposites reinforced by nanowhiskers. Materials Science & Engineering. 2014. 606: 144—149. https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.03.109
Zgalat-Lozynskyy O., Kud I., Ieremenko L., Krushynska L., Zyatkevych D., Grinkevych K., Myslyvchenko O., Danylenko V., Sokhan S., Ragulya A. Synthesis and spark plasma sintering of Si3N4–ZrN self-healing composites. Journal of the European Ceramic Society. 2022. 42(7): 3192—3203. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2022.02.033
Lytvyn R., Kud I., Myslyvchenko O., Medyukh R., Krushynska L., Zgalat-Lozynskyy O. Synthesis of highly disperse NbSi2–Si3N4 and Si3N4–NbN composite powders. International Journal of Applied Ceramic Technologies. 2024. Special issue. https://doi.org/10.1111/ijac.14683
Kud I., Ieremenko L.I., Krushynska L.A., Zyatkevych D.P., Zgalat-Lozynskyi O.B., Shyrokov O.V. Synthesis and Consolidation of Powders Based on Si3N4–Zr. In: Fesenko O., Yatsenko L. (eds). Nanooptics and Photonics, Nanochemistry and Nanobiotechnology, and Their Applications. Springer, Cham, 2020. https://doi.org/10.1007/978-3-030-52268-1_2
Kud І.V., Ieremenko L.І., Krushynska L.А., Zyatkevych D.P., Zgalat-Lozynskyy О.B., Shyrokov О.V., Protsenko L.S. Synthesis of Si3N4-ZrN composite powder without subsequent milling. Dopov. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2020. (1): 54—60. http://dx.doi.org/10.15407/dopovidi2020.01.054
Zgalat-Lozynskyy O.B., Ragulya A.V., Herrmann M., Andrzejczuk M., Polotai A. Structure and mechanical properties of spark plasma sintered TiN-based nanocomposites. Archives of Metallurgy and Materials. 2012. 57(3): 853—858. http://dx.doi.org/10.2478/v10172-012-0093-5
Zgalat-Lozynskyy O.B., Ragulya A.V., Herrmann M. Spark plasma sintering of TiCN nanopowders in non-linear heating and loading regimes. Journal of the European Ceramic Society. 2011. 31: 809—813. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.11.030
Kovalchenko M.S., Lytvyn R.V., Kud I.V., Zgalat-Lozynskyy O.B. Densification Kinetics of the TiB2–20 wt.% MoSi2 Composite During Nonisothermal Spark Plasma Sintering. Powder Metall. Met. Ceram. 2023. 62: 32—40. https://doi.org/10.1007/s11106-023-00367-4
Ragulya A.V., Zgalat-Lozinskii O.B., Skorokhod V.V. Sintering of Refractory Compounds Nanocrystalline Powders. Part 2. Non-Isothermal Sintering of Titanium Nitride Powder. Powder Metall. Met. Ceram. 2001. 40: 573—581. https://doi.org/10.1023/A:1015279919863
Zgalat-Lozinskii O.B. Nanocomposites Based on Refractory Compounds, Consolidated by Rate-Controlled and Spark-Plasma Sintering (Review). Powder Metall. Met. Ceram. 2014. 53: 19—30. https://doi.org/10.1007/s11106-014-9583-5
Zgalat-Lozynskyy O., Ieremenko L., Tkachenko I., Grinkevich K., Ivanchenko S., Zelinskiy A., Shpakova G., Ragulya A. Tribological Properties of ZrN–Si3N4–TiN Composites Consolidated by Spark Plasma Sintering. Powder Metall. Met. Ceram. 2022. 60: 597—607. https://doi.org/10.1007/s11106-022-00272-2
Zamula M.V., Derevyanko A.V., Kolesnichenko V.G., Samelyuk A.V., Zgalat-Lozinskii O.B., Ragulya A.V. Electric-discharge sintering of TiN-AlN nanocomposites. Powder Metall. Met. Ceram. 2007. 46: 325—331. https://doi.org/10.1007/s11106-007-0052-2
Kolesnichenko V.G., Popov V.P., Zgalat-Lozinskii O.B., Klochkov L.A., Lobunets T.F., Raichenko A.I., Ragulya A.V. Field assisted sintering of nanocrystalline titanium nitride powder. Powder Metall. Met. Ceram. 2011. 50: 157. https://doi.org/10.1007/s11106-011-9313-1
Zamula M.V., Derevyanko A.V., Kolesnichenko V.G., Zgalat-Lozinskii O.B., Ragulya A.V. Production of Products of Various Shapes From Si3N4-Based Refractory Compounds by Spark Plasma Sintering. Powder Metall. Met. Ceram. 2015. 54: 8—15. https://doi.org/10.1007/s11106-015-9673-z
Kolesnichenko V.G., Zgalat-Lozinskii O.B., Varchenko V.T., Herrmann M., Ragulya A.V. Friction and Wear of TiN–Si3N4 Nanocomposites Against ShKh15 Steel. Powder Metall. Met. Ceram. 2015. 53: 680—687. https://doi.org/10.1007/s11106-015-9663-1
Zgalat-Lozynskyy O.B., Ragulya A.V. Laser Sintering of Multilayer Gradient Materials. In: Functional Gradient Materials and Surface Layers Prepared by Fine Particles Technology. NATO Science. Series II. Vol. 16. Springer, Dordrecht, 2000. P. 151—159. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-010-0702-3_16
Zgalat-Lozynskyy O.B. Materials and Techniques for 3D Printing in Ukraine (Overview). Powder Metall. Met. Ceram. 2022. 61: 398—413. https://doi.org/10.1007/s11106-023-00327-y
Derevianko O., Derevianko O., Zakiev V., Zgalat-Lozynskyy O. 3D Printing of Porous Glass Products Using the Robocasting Technique. Powder Metall. Met. Ceram. 2022. 60: 546—555. https://doi.org/10.1007/s11106-022-00267-z
Zgalat-Lozynskyy O.B., Matviichuk O.O., Tolochyn O.I., Ievdokymova O.V., Zgalat-Lozynska N.O., Zakiev V.I. Polymer Materials Reinforced with Silicon Nitride Particles for 3D Printing. Powder Metall. Met. Ceram. 2021. 59: 515—527. https://doi.org/10.1007/s11106-021-00189-2
Zgalat-Lozynskyy O.B., Matviichuk O.O., Litvyn R.V., Myslyvchenko O.M., Zgalat-Lozynska N.O. Microwave Sintering of 3D Printed Composites from Polymers Reinforced with Titanium Nitride Particles. Powder Metall. Met. Ceram. 2023. 62: 164—173. https://doi.org/10.1007/s11106-023-00380-7
Zgalat-Lozynskyy O., Ragulya A. Microwave Sintering of Chessboard-Structured TiN–Si3N4 Composites Reinforced by Nanofibers. Powder Metall. Met. Ceram. 2022. 61: 32—39. https://doi.org/10.1007/s11106-022-00292-y
Tolochyna O., Zgalat-Lozynska N., Podrezov Yu., Verbylo D., Tolochyn O., Zgalat-Lozynskyy O. The role of flexible polymer composite materials properties in energy absorption of three-dimensional auxetic lattice structures. Materials Today Communications. 2023. 37: 107370. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.107370
