Представлено огляд деяких експериментальних робіт в області електропровідної кераміки, виконаних у Дослідному інституті керамічних технологій (IRTEC) та Національній фізичній лабораторії (NPL). Наведено результати випробувань механічних та електричних характеристик електропровідних керамічних порошкових композитів з матрицею із нітриду кремнію або оксиду алюмінію, а також домішками карбідів, боридів і нітридів титану. Основу досліджень складає вплив технології спікання (гаряче пресування, спікання під тиском газу, вільне спікання), а також кількості та виду домішки на механічні, електричні, триботехнічні характеристики композитів. Експериментальні результати показують, що не тільки електропровідність, але й механічні властивості можуть бути суттєво змінені введенням у матеріал певної кількості металоподібних частинок. Показано також, що чистота вихідних компонентів підвищує чутливість властивостей композитів до технологічних параметрів, насамперед, до температурного впливу при спіканні.

Розглянуто деякі аспекти формування градієнтної структури в цементованих карбідах на мікро- і субмікроскопічних рівнях. Показано, що градієнтні структури формуються, головним чином, завдяки нерівноважності процесу масопереносу рідкої фази в спечених карбідах. Особливу увагу приділено теоретичному та експериментальному описові процесу обробки розплавами металу, який призводить до формування градієнтної структури в спечених карбідах на мікро- і субмікроскопічних рівнях.

Технологія інжекційного формування, яка швидко розвивається, призначена для формування виробів складної геометрії з керамічних, металевих або металоподібних порошків на органічних в'яжучих. Особливо ефективні методики інжекційного формування у створенні структурного стану керамічних композицій. Для розвитку технології інжекційного формування досить важливим є вибір або розробка нових в'яжучих матеріалів, а також розробка способів та пристроїв для попереднього видалення технологічної зв'язки з напівфабрикату. Перспективним для цього є мікрохвильове обладнання з комп'ютерним керуванням, що дозволяє знизити забруднення навколишнього середовища та, крім того, виключає утворення дефектів у процесі видалення в'яжучого.

Експериментально досліджено композитні матеріали на базі графіту, які використовуються у виробництві багатошарових виробів. Мета дослідження - заміна у виробництві теплого пресування холодним. Одержані результати можна використовувати для виробництва прецизійних виробів невеликої маси. Варійовано співвідношення двох матеріалів - наповнювача та в'яжучого, а також умови термічної обробки пресовок у випадку збереження точності розміру. Виміряно фізико-механічні та електрохімічні властивості. Виконана робота дозволяє зменшити витрати електроенергії, підвищити економічність виробничих потужностей і знизити вартість виробів на базі графіту.

Розглянуто процеси швидкісного спікання дисперсних порошків, переважно у твердій фазі, завдяки яким досягнуто високу густину матеріалів та забезпеченоься їх однорідну дрібнозернисту структуру. Еволюцію структури порошкового пористого тіла проаналізовано з позицій статистики випадкового пакування частинок у просторі у разі змінювання середньої відносної густини. Запропоновано новий механізм ротаційного перегруповування, що контролюється дифузією межами зерен і забезпечує (поряд із зближенням частинок) однорідне ущільнення. Розглянуто переваги неізотермічного спікання і технологічні процеси спікання зі швидким нагрівом.

Охарактеризовано діяльність Європейської асоціації порошкової металургії (ЕРМА), організованої 7 років тому. Представлено дані щодо об'ємів випуску металевих порошків та виробів з них у Західній Європі 1991 - 1996 рр.; описано структуру споживання цих виробів. Розглянуто тенденції розвитку порошкової металургії в Європі в найближчому майбутньому.

Досліджено можливості використання технології розмелу в дезінтеграторах відхoдів чавуну, високолегованих сталей, кольорових сплавів (алюміній-мідь, цинк-алюміній та мідь-цинк), а також використаних твердосплавних (на основі карбіду вольфраму) деталей. Отримані порошки були використані для нанесення корозійно- та зносостійких покриттів. Їх властивості були порівнянними з властивостями аналогів із традиційних порошків.

Автоматизована інформаційна система АIС ПМ вміщує фактографічний опис об'єктів техніки, що створені в галузі порошкової металургії, кераміки та композиційних матеріалів за 1965-1992 рр. у країнах СНД та за 1992-1995 рр. в Україні. Принцип побудови першої в Україні фактографічної системи з порошкової металургії може бути використаний при формуванні деяких баз даних, що містять відомості щодо матеріалів, речовин, технологій, устаткування, документів тощо.

Проаналізовано інтегральне та локальне ущільнення у процесі спікання пористих тіл, розроблено алгоритм розрахунку структурних параметрів спечених матеріалів. Отримано уточнені кількісні оцінки ефективності спікання порошкових матеріалів на різних структурних моделях. Найбільш точна методика базується на розробленій моделі структури порошкових матеріалів у наближенні, за яким поліедри Вороного за умови зниження пористості вважаються незмінними, а об'єм пор зменшується за рахунок уявного збільшення діаметра частинок.

Одержано вирази, що описують структурні параметри ущільнених пресуванням монодисперсних дво- та тримірних порошкових систем. Методика базується на структурній моделі монодисперсних порошкових матеріалів, а також наближенні, згідно з яким поліедри Вороного при зниженні пористості вважаються незмінними, а об'єм пор зменшується за рахунок відповідного збільшення діаметру частинок. Методика дозволяє отримувати результати, які добре узгоджуються з експериментом у широкому діапазоні зміни пористості.

Розглянуто загальний стан розробок і застосування біокерамік. Використані спочатку як альтернатива металевих виробів з метою підвищення біосумісності імплантатів, біокераміки перетворилися на різноманітний клас біоматеріалів, що в наш час включає в себе три основних різновиди: біоінертні високоміцні кераміки; різноманітні біоактивні кераміки, що утворюють безпосередні біохімічні зв'язки з кісткою або навіть із м'якими тканинами живого організму; різноманітні біорезорбовані кераміки, що активно включаються організмом у процес метаболізму з результатом, передбаченим розробником. Саме представники різних видів біокерамік визнано і найбільш біоінертними, і найбільш біосумісними з усіх відомих біоматеріалів. На основі літературних, а також деяких власних даних розглянуто склад, фізико-хімічні властивості та біологічну поведінку основних видів біокерамічних матеріалів, що включають у себе, крім класичних спечених керамік, також близькі за складом, властивостями й застосуванню склокристалічні матеріали та біоскло. Особливу увагу приділено структурному чиннику як основному фізичному параметру, що визначає не тільки властивість керамічних матеріалів, але й взаємодію кераміки з біосередовищем. Теперішній стан досліджень і застосування біокерамік охарактеризовано як початковий етап у розв'язку складних задач на стику матеріалознавства, біології та медицини шляхом синтезу "розумних матеріалів".

Досліджено вплив температури та тривалості дифузійного борування гарячедеформованих порошкових заготовок, їх пористості, вмісту карбону на товщину борованого шару. Встановлено відмінності процесу насичення за температури утворення евтектики системи Fe - B у поверхневому шарі заготовки від борування у разі відсутності рідкої фази. Ці процеси умовно названо рідкофазним та твердофазним боруванням. Відмінності полягають у великій швидкості насичення та можливості інфільтрації пористої заготовки розплавом під час рідкофазного борування. Визначено оптимальні технологічні параметри процесу борування.

Запропоновано умову пластичності для порошкових матеріалів, у якій враховано локальний характер процесів ковзання та пластичної деформації частинок. Для кількісної оцінки ступеня локалізації контактної взаємодії частинок використано відносну долю активного об'єму за М.Ю. Бальшиним. Показано добру відповідність розрахованих та експериментальних даних при опису процесу ізостатичного пресування сферичних порошків свинцю й олова. Розглянуто як густина матеріалу та тиск впливають на форму поверхні плинності та характер об'ємної деформації. Наведено методику визначення емпіричних параметрів умови пластичності, оцінено ці параметри для піску.

На прикладі порошків технічного нітриду алюмінію, ниткоподібних кристалів і наночастинок AlN доведено вплив дисперсності, а також морфології частинок на ступінь розчинення AlN у фізіологічному розчині, сироватці крові, шлунковому соці та відповідних контрольних середовищах з такими ж значеннями рН. Обговорено механізм взаємодії порошків AlN з біохімічними середовищами та особливості їх токсичної дії.

Досліджено вплив форми частинок порошків, їх розмірів та ступеня нерівноважності на характеристики реального контакту магнітно-абразивного інструмента з поверхнею оброблюваних деталей. Встановлено, що відносна площина фактичного контакту порошку з поверхнею складає 4 - 10 %. Вивчено особливості формування порошкового інструмента у кільцевих щілинах у вигляді уявних квазістабільних об'ємів.

Термодинамічним аналізом з використанням комп'ютерної програми АСТРА визначено адіабатичні температури, термічність, концентрації продуктів взаємодії в системі Ti - BN в інтервалі концентрацій 1 - 26 % (мас.) BN. Результати розрахунків дозволяють рекомендувати для одержання сплавів титану з нітридом і боридом титану, або нітриду й боридів титану метод самопоширюваного високотемпературного синтезу. Результати розрахунків підтверджено синтезом таких сплавів.

Описано метод виготовлення порошків, гранул і брикетів хімічно активних металів і сплавів, який базується на процесі механічного внутрішньошарового подрібнення в інерційному подрібнювачі в присутності плівкоутворювальної композиції. Процес супроводжується мікрокапсулюванням порошків. Цей метод є вибухобезпечним, технологічні процеси безвідходні і не забруднюють навколишнє середовище. Здатність до займання та вибуху порошків нижча, ніж у вихідних. Мікрокапсулювання порошків запобігає пиловиділенню. Експериментально досліджено характеристики пожежовибухонебезпечності порошків заліза, феросплавів і швидкоріжучих сталей. Ці дані можна використовувати як вихідні під час розробки рекомендацій щодо забезпечення вибухобезпеки.

На основі аналізу робіт, присвячених проблемі рафінування тугоплавких металів від елементів проникнення, запропоновано спосіб їх обробки та вивчено вплив технологічних параметрів на глибину виведення із Mo і W цих домішок.

Розглянуто утворення зародків при мартенситних трансформаціях графітоподібних структур в алмазні. Встановлено залежність розміру критичних зародків від тиску. Розглянуто також вплив характеристик дефектності вихідної структури на мартенситні перетворення за різних тисків.

Введення навіть невеликих домішок нікелю (1% (мас.)), що активують спікання молібден-мідних композицій за наявності рідкої фази, призвело до покращання міжфазної адгезії та, тим самим, до підвищення механічних характеристик. Показано можливість отримання молібден-мідних псевдосплавів зі значною поруватістю навіть у процесі реалізації активного спікання (до 75 %). Такого результату досягнуто завдяки малим об'ємним змінам під час спікання, що обумовлені невеликою мікропоруватістю, яка є головною причиною усадки біпоруватого матеріалу.