Вопросы к вступительным экзаменам в аспирантуру 2015

Вопросы к вступительным экзаменам в аспирантуру
1. Основные факторы, влияющие на форму и размер частиц, образующихся при распылении
расплава различными методами.
2. Прочность прессовок. Способы ее повышения. Особенности применения для этой цели
пластификаторов и смазок. Брак при прессовании.
3. Двойственная природа процесса трения. Правило положительного градиента механических
свойств.
4. Кинетика СВС- процессов. Зависимость скорости реакции от температуры. Закон Аррениуса.
Физический смысл энергии активации и предэкспонента.
5. Получение покрытий методом газопламенного напыления. Сверхзвуковое газопламенное
напыление. Схемы и принципы действия установок.
6. Метод получения металлических порошков электролизом водных растворов. Характер
катодных осадков, образующихся при электролитическом выделении металлов, факторы,
влияющие на них, основные технологические факторы, влияющие на размер частиц
электролитических порошков.
7. Стадии спекания (2 подхода к разделению спекания на стадии).
8. Структура и свойства сплавов WC-Co. Характерные дефекты структуры. Зависимость
прочности и твёрдости сплавов от состава, η1-фазы, графита, температуры испытания. Путь
разрушающей трещины в сплавах ВК и ТК.
9. Методы экспериментальной оценки эффективной энергии активации для процессов СВС.
10. Технология плазменного напыления. Устройство плазмотронов. Тепловые характеристики и
критерии эффективности плазменного напыления.
11. Получение порошков методом термической диссоциации карбонилов, формирование
металлической частицы при разложении соответствующего карбонила и факторы, влияющие на
размер частицы порошка при карбонил-процессе.
12. Основные стадии прессования металлических порошков. Роль структурной деформации при
прессовании металлических и оксидных порошков
13. Процессы, происходящие при спекании Fe-C материалов.
14. Экспериментальные методы диагностики процессов СВС. Измерение скорости горения,
максимальной температуры и температурного профиля. Типичные зависимости скорости волны
СВС (безгазового типа) от экспериментальных и технологических параметров.
15. Газодинамическое напыление. Сравнение характеристик методов напыления. Практическое
применение напылённых покрытий.
16. Прессование металлического порошка со смазкой. Виды смазок, способы и особенности их
применения. Упругое последействие. Давление выталкивания.
17. Спекание систем с исчезающей жидкой фазой.
18. Оптимальная объемная доля волокон в композиционном материале и влияние ориентации
волокон на прочность композиционных материалов при растяжении.
19. Технологическая схема СВС-компактирования. Прессование в жесткой прессформе и через
передающую среду
20. Теоретические основы метода электроискрового легирования. Основные схемы реализации
метода. Термо-реакционное электроискровое упрочнение.
21. Общая характеристика методов изостатического формования, их преимущества и
недостатки. Требования, предъявляемые к рабочим жидкостям и материалам оболочек для
гидростатического формования. Технологический цикл гидростатического формования по
методу "мокрого мешка". Брак при гидростатическом прессовании по обоим методам.
Технологический цикл гидростатического формования по методу "сухого мешка", его
разновидности.
22. Инфильтрация порошковой формовки.
23. Особенности термической обработки порошковых сталей.
24. Шесть основных технологических типов СВС-процессов
25. Основные физические процессы, протекающие при горении газового разряда в
магнетронной распылительной системе. Принцип действия «магнитной ловушки».
26. Получение порошков титана методом восстановления диоксида титана кальцием, гидридом
кальция.
27. Спекание многокомпонентных систем с невзаимодействующими компонентами.
28. Особенности трения и износа фрикционных материалов.
29. Металлотермические реакции. СВС- металлургия как эффективная технология получения
тугоплавких соединений. Требования, предъявляемые к восстановителям.
30. Осаждение покрытий с помощью метода катодно-дугового испарения. Принципиальная
схема дугового источника для испарения. Стадии ионной бомбардировки и конденсации.
31. Прессование металлических порошков в пресс-формах: преимущества и недостатки метода.
Арочный эффект: причины его возникновения и влияние на прессование порошка в прессформах. Поведение отдельных частиц и их цепочек при прессовании (по М.Ю. Бальшину).
32. Особенности спекания порошковых систем с участием жидкой фазы. Классификация
жидкофазного спекания. Источники возникновения жидкой фазы. Особенности контактного
плавления. Смачивание при жидкофазном спекании.
33. Виды ТМО. Особенности ТМО для спеченных сталей.
34. Механическое активирование реакционных смесей, как эффективный способ управления
СВС- процессами.
35. Сравнение методов испарения и распыления при нанесении многокомпонентных покрытий.
Процессы селективного испарения и распыления.
36. Производство карбонильного порошка железа.
37. Термодинамические предпосылки спекания. Движущие силы спекания. Механизмы
массопереноса: перенос через газовую фазу, поверхностная диффузия, объемная диффузия,
источники и стоки вакансий в порошковом однокомпонентном теле, диффузионно-вязкое
течение, ползучесть кристаллических тел.
38. Структура твердых смазок.
39. СВС-компактирование. Преимущества и недостатки метода по сравнению с традиционными
способами порошковой металлургии
40. Метод термически-активированного химического осаждения из паровой фазы (CVD).
Теоретические основы метода. Схемы элементарных процессов происходящих при осаждении
покрытий. Конструкции реакторов для нанесения покрытий методом CVD.
41. Получение порошка вольфрама методом восстановления вольфрамового ангидрида
водородом и твердым углеродом.
42. Влияние свойств порошков на спекание. Влияние условий спекания на его результаты.
43. Получение антифрикционных материалов с твердыми смазками.
44. Основные технологические параметры СВС-компактирования. Их влияние на свойства
сплавов
45. Теоретические основы метода термического испарения. Физические параметры для контроля
процесса осаждения
46. Основные формы частиц порошка, размер и гранулометрический состав порошка, удельная
поверхность порошка, плотность и микротвердость частицы порошка.
47. Активирование процесса спекания прессовок из металлического порошка. Методы
активации.
48. Виды разрушения поверхностей при трении.
49. Технология газотранспортных СВС- реакций. Физико-химические основы способа
осаждения покрытий в волне горения. Примеры применения.
50. Нанесение покрытий методами электродуговой и плазменной наплавки. Принцип действия.
Преимущества и недостатки технологии.
51. Методы дробления и размола в твердом состоянии: измельчение материала в шаровой
вращающей мельнице, в шаровой вибрационной мельнице, в планетарных центробежных и
гидроскопических мельницах
52. Идеализированная кривая уплотнения металлических порошков (для пластичных и хрупких
материалов). Стадии уплотнения и их характеристика. Уравнения прессования М.Ю. Бальшина.
Допущения, сделанные для их вывода. Трактовка результатов применения логарифмического
уравнения.
53. Свойства пористых фильтров.
54. Структура волны СВС. Характерные зоны волны горения. Профиль Михельсона.
Зависимость скорости распространения волны горения от теплофизических параметров среды и
скорости тепловыделения. Эволюция микроструктуры в волне синтеза.
55. Особенности технологии детонационного напыления. Принцип действия и характеристики
установок. Преимущества и недостатки технологии.
56. Импульсное формование: общая характеристика методов, их преимущества и недостатки.
Взрывное формование металлических порошков с использованием энергии порохов,
гидродинамическое формование. Взрывное формование металлических порошков с
использованием энергии бризантных веществ. Электрогидравлическое формование.
Электромагнитное и пневмомеханическое формование металлических порошков.
57. Уплотнение порошкового тела при нагреве: стадии уплотнения, уравнение В.А. Ивенсена.
58. Процессы, проходящие при спекании твёрдых сплавов в соответствии с видом
вертикального разреза по линии Co-WC диаграммы W-C-Co.
59. Зависимости скорости распространения волны горения от размера частиц реагентов,
относительной плотности шихтового брикета, его диаметра и давления газа для систем твердоежидкость и твердое- газ. Основы фильтрационного горения.
60. Структурные особенности покрытий, осаждаемых методом катодно-дугового испарения.
Конструкции современных катодно-дуговых испарителей с сепарацией капельной фазы.
Особенности движения составляющих потока в каждой схеме.
61. Горячие методы формования. Преимущества и недостатки.
62. Стадии жидкофазного спекания: механическая перегруппировка, перекристаллизация через
жидкую фазу, срастание частиц твердой фазы.
63. Разрывные электроконтакты. Составы, технология получения, свойства.
64. Основные классы химических соединений, получаемых методом СВС. Характерные для них
теплоты реакций и адиабатические температуры. Возможность разбавления реакционной смеси
инертными добавками с целью синтеза многофазных материалов.
65. Основные технологические параметры метода термического испарения и конструкции
установок для его реализации. Способы нагрева при использовании метода термического
испарения
66. Распределение плотности по объему прессовки. Причины неравноплотности при
прессовании порошка в пресс-формах.
67. Спекание многокомпонентных систем с ограниченной растворимостью компонентов.
68. Назначение металлических и неметаллических компонентов в составе фрикционных
материалов.
69. Эволюция фазового состава и кристаллической структуры при СВС. Экспериментальные
методы исследования фазового состава и атомной структуры in situ. Динамический
рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ непосредственно в процессе СВС. Применение
дифракции
синхротронного
излучения
для
исследования
быстропротекающих
высокотемпературных процессов.
70. Технология ионной имплантации (ИИ): принцип, основные характеристики процесса. Метод
иммерсионной ИИ. Применение источников типа MEVVA для самостоятельной ИИ и в
комбинированных PVD технологиях.
71. Получение металлических порошков электролизом расплавов. Характер катодных осадков.
Характеристика свойств порошков.
72. Стадии жидкофазного спекания: механическая перегруппировка, перекристаллизация через
жидкую фазу, срастание частиц твердой фазы.
73. Магнитно-мягкие материалы. Составы, свойства.
74. Технология силового СВС- компактирования. Основные технологические параметры,
определяющие структурную, фазовую однородность и остаточную пористость компактной
заготовки. Временная диаграмма СВС- компактирования. Прессование в жесткой прессформе и
через передающую давление среду.
75. Классификация магнетронных распылительных систем по геометрии, типу электропитания,
конфигурации магнитных полей. Дуальные магнетронные распылительные системы.
76. Свойства металлических порошков. Методы определения.
77. Спекание систем с исчезающей жидкой фазой.
78. Различные методы формирования твёрдосплавных смесей и их характеристики.
79. Временная диаграмма СВС-компактирования. Условия синтеза качественных заготовок
80. Конструкции и принцип действия источников газовых низкоэнергетических ионов для
очистки подложек перед нанесением и для нанесения покрытий. Ионно-стимулированное
осаждение покрытий.
81. Получение порошка железа восстановлением оксидов водородом.
82. Распределение плотности по объему прессовки. Причины неравноплотности при
прессовании порошка в пресс-формах.
83. Процессы, происходящие при спекании Cu-Sn материалов.
84. Основные представления о процессах формирования структуры продуктов СВС,
экспериментальные методы исследования структурообразования.
85. Химическое осаждение из паровой фазы активируемое плазмой (PACVD). Влияние плазмы
на протекание химических реакций. Технологические устройства для поддержания
электрических газовых разрядов в процессах PACVD.
86. Механизм восстановления оксидов газообразными восстановителями (адсобционноавтокаталитическая теория). Факторы, определяющие размеры частиц порошка вольфрама при
восстановлении вод
87. Уплотнение порошкового тела при нагреве: стадии уплотнения, уравнение В.А. Ивенсена.
88. Дисперсноупрочненные спеченные материалы. Механизмы упрочнения.
89. Термодинамика процессов СВС. Энтальпия образования химических соединений из
элементов и тепловой эффект реакции. Закон сохранения энергии в химической реакции.
Адиабатическая температура продуктов горения.
90. Особенности технологии атомно-слоевого осаждения (ALD). Типовые реакции. Примеры
практического использования
91. Прочность прессовок. Способы ее повышения. Особенности применения для этой цели
пластификаторов и смазок. Брак при прессовании.
92. Процессы структурообразования Fe-Cu материалов.
93. Способы получения синтетических алмазов. P-T диаграмма. Свойства синтетических
алмазов.
94. Научные и технологические принципы управления СВС-процессами. Способы управления.
95. Получение порошков методом термической диссоциации карбонилов, формирование
металлической частицы при разложении соответствующего карбонила и факторы, влияющие на
размер частицы порошка при карбонил-процессе.
96. Идеализированная кривая уплотнения металлических порошков (для пластичных и хрупких
материалов). Стадии уплотнения и их характеристика. Уравнения прессования М.Ю. Бальшина.
Допущения, сделанные для их вывода. Трактовка результатов применения логарифмического
уравнения.
97. Сравнение механизмов упрочнения и свойств дисперсноупрочненных и волокнистых
композиционных материалов.
98. Технология СВС- порошков. Химические классы и схемы получения порошков. СВСазотированные ферросплавы и их применение в металлургии.