Аннотация: Краткая информация о Всероссийской стратегической сессии "Постоянные магниты: технологии, производство, применение", которая проходила в Москве в декабре 2023 года.

Аннотация: Процесс гидрирования тетрахлорида кремния в производстве поликристаллического кремния по-прежнему актуален, при этом способ каталитического гидрирования тетрахлорида кремния до трихлорсилана является перспективным для использования в промышленном производстве поликремния. Представлены ранее проведенные работы по различным аспектам данной проблемы. Осуществленные работы проводили в рамках лабораторных изысканий. Поставлена задача разработать промышленный конвертер для осуществления этого процесса. Представлен гранулометрический состав измельченного кремния, который используется в процессе гидрирования. Приведены уравнения химических реакций, протекающих во время этого процесса. Процесс гидрирования проводили при температуре 600 C и давлении 1, 1 МПа. На основе критериальных уравнений выполнен расчет кинетических характеристик псевдоожиженного слоя измельченного кремния. Рабочая скорость парогазовой смеси в реакционной части конвертера определена в размере 0, 12 м/с. Полученные характеристики использованы при расчете конструктивных параметров конвертера для производительности предприятия 1000 т/год поликремния. Реакционная зона промышленного конвертера имеет внутренний диаметр 1, 5 м и высоту 10 м. Представлено схематичное изображение конвертера, описаны конструктивные особенности конвертера с цилиндрической царгой. Сепаратор предназначен для осаждения унесенных из взвешенного слоя частиц. В распределителе газа круговое расположение отверстий способствует формированию псевдоожиженного слоя. В конструкции конвертера целесообразно предусмотреть жалюзийные перегородки, улучшающие характеристики псевдоожиженного слоя. В качестве конструкционного материала предложен сплав Incoloy 800НТ. Расчет и предложенная конструкция конвертера могут быть использованы при проектировании оборудования для строящихся и модернизируемых производств поликристаллического кремния.

Аннотация: В статье рассмотрена сорбция ионов палладия (II) и ионов цветных металлов - меди и никеля, обычно присутствующих в хлоридных технологических растворах, на кремнеземах марок Силохром (С) и Davisil (D), химически модифицированных N- и S-содержащими органическими соединениями. Определено, что в статических условиях время достижения постоянных значений сорбции составляет 2-5 мин. Установлено, что рост концентрации HCl в растворах приводит к существенному снижению сорбции ионов палладия (II) и цветных металлов для всех типов сорбентов. Влияние солевого фона на сорбцию палладия (II) незначительно. На основании совокупности данных, включающих исследования зависимости сорбции ионов палладия (II) азотсодержащими сорбентами от различных условий, построения изотерм сорбции и исследования фаз сорбентов, насыщенных ионами палладия, методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), сделан вывод, что сорбция комплексов Pd (II) протекает за счет электростатического взаимодействия c протонированными атомами азота функциональных групп сорбентов, а также за счет донорно-акцепторного связывания атомов азота с ионами Pd (II). Сделан вывод, что из-за низких значений сорбции исследуемых ионов азотсодержащими кремнеземами их применение нецелесообразно, и для выделения палладия из растворов сложного состава рекомендовано использовать высокоселективные серосодержащие сорбенты, в частности кремнезем, модифицированный тиосалициловой кислотой (ТСК-D). Установлено, что на стадии сорбции этим сорбентом в динамическом режиме происходит совместная сорбция ионов Pd (II), Cu (II), Ni (II) из модельных растворов, причем 99, 99 % палладия переходит в фазу сорбента. На стадии промывки 0, 1 моль/л HCl удаляются остатки исходного раствора и десорбируются ионы меди (II) и никеля (II). При элюировании аммиачным буферным раствором (рН = 10) образуется элюат, содержащий, % (мас. ) : для пары Pd (II) - Сu (II) (в пересчете на металл) > 99, 97 Pd и < 0, 03 Cu (II), а для системы Pd (II) - Ni (II) - 99, 99 Pd и < 0, 01 Ni.

Аннотация: Представлен международный обзор рынка цветных металлов за 2023-2024 гг. Показана динамика производства металлов и цена на них.

Аннотация: Получены сравнительные результаты механических испытаний сварных соединений плит из сплава 1565чМ толщиной 15 мм, выполненных ручной многопроходной аргонодуговой сваркой и сваркой трением с перемешиванием (СТП). При многопроходной аргонодуговой сварке в качестве присадочного материала применили проволоки СвАМг61 и Св1575, легированные скандием. Показано, что при СТП плит из сплава 1565чМ качественное формирование швов можно обеспечить путем применения двухсторонней сварки - поочередно с лицевой и корневой сторон соединения. При испытаниях сварных соединений плит сплава 1565чМ, выполненных многопроходной ручной аргонодуговой сваркой и СТП, разрушение образцов произошло в зоне термического влияния. Коэффициент прочности соединений, выполненных ручной аргонодуговой сваркой, составил 0, 96, СТП - 0, 98. Введение скандия в металл сварного шва через присадочную проволоку Св1575 позволяет повысить временное сопротивление металла шва на 23-25 % по сравнению с проволокой СвАМг61. При этом значение угла изгиба увеличилось на 45 %, а ударная вязкость на 20 %. Показано, что абсолютные значения ударной вязкости у сварного шва, выполненного СТП, выше, чем у основного металла, а для случая сварки плавлением ниже, чем у основного металла. При многопроходной аргонодуговой сварке плит из сплава 1565чМ с присадочной проволокой Св1575 в металле шва наблюдается формирование мелкозернистой структуры с выделениями эвтектики по границам зерен. Размер зерна уменьшается до 10-30 мкм, в то время как при использовании присадочной проволоки СвАМг61 размер зерна составляет 50-100 мкм. Наиболее высокие значения прочностных и пластических свойств металла шва соединений плит из сплава 1565чМ отмечены при использовании СТП: временное сопротивление металла шва составило 390 МПа при значении угла изгиба 170 град. и ударной вязкости 66 Дж/см{2}. При СТП в зоне перемешивания наблюдаются в основном мелкие зерна размером 5-6 мкм, а в зоне термомеханического воздействия, кроме мелких зерен, есть также небольшое количество более крупных зерен размером до 15-20 мкм. Для зоны термического влияния характерна равноосная рекристаллизованная структура с зерном размером 50-60 мкм. В структуре металла шва можно отметить наличие характерной "луковичной" структуры. При детальном рассмотрении обнаружена двухуровневая структура "колец": между кольцами первого уровня наблюдаются кольца другого уровня, которые можно характеризовать как субструктуру.

Аннотация: Приведены результаты исследования поведения благородных металлов при окислительной плавке сульфидного медно-никелевого концентрата в условиях, моделирующих плавку в печи Ванюкова. Подтвержден известный ход зависимости влияния удельного расхода кислорода на состав получаемого штейна. Также рассмотрено влияние состава штейна на выход продуктов плавки. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о преимущественном концентрировании благородных металлов в штейновой фазе. На основании химического анализа полученных проб штейнов и шлаков вычислены коэффициенты распределения благородных металлов между продуктами плавки, а также рассмотрено влияние состава получаемых штейнов на изменение коэффициентов распределения. Проведено сравнение рассчитанных значений коэффициентов распределения благородных металлов с известными промышленными данными. Установлено, что диапазон рассчитанных коэффициентов распределения благородных металлов увеличивается в ряду Ag -> Au -> Ru -> Ir -> Pt (Pd, Rh). По результатам исследования закаленных проб шлака методами растровой электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа (РЭМ - РСМА) установлен вероятный характер распределения форм потерь благородных металлов. Полученные по результатам исследования шлака методами РЭМ - РСМА данные о характере распределения благородных металлов указывают на возможное присутствие в объеме железосиликатного расплава золота в форме металлической растворимости. На основании проведенных исследований даны рекомендации по ведению процесса окислительной плавки, обеспечивающие минимальные потери благородных металлов со шлаками.

Аннотация: Транспедикулярные винты из титанового сплава, применяемые для остеосинтеза позвоночника, должны обеспечивать минимальное число поломок в организме пациента, минимальное число послеоперационных отторжений и сокращение длительности реабилитации пациентов. Это возможно путем формирования специальной микрогеометрии резьбовой поверхности винта, которая способствует его быстрому обрастанию костной тканью. Приведен обзор наиболее распространенных методов формирования микрогеометрии имплантов. Показаны их преимущества и недостатки. Одним из наиболее доступных методов формирования требуемых характеристик поверхностной геометрии, формирования выгодного напряженного состояния поверхностных слоев винтов является струйная обработка потоком твердых частиц (песка). Представлены результаты экспериментальных исследований влияния параметров обработки на изменение поверхностной морфологии титановых имплантов при технологическом сочетании "точение - пескоструйная обработка". Предварительное формирование резьбовой поверхности проведено методом точения. Варьируемым параметром при токарной обработке принята скорость резания. Пескоструйная обработка выполнена песком белого электрокорунда (Al[2]O[3]). Образец импланта в потоке песка относительно оси не вращали с целью дальнейшего анализа влияния на микрогеометрию угла потока струи абразива относительно обрабатываемой поверхности. Микрогеометрия обработанных образцов измерена с применением оптического профилометра. Модификацию поверхностной морфологии оценивали по изменениям характера микрорельефа, количественных показателей, характеризующих результирующую глубину микронеровностей и их форму. Глубину неровностей определяли по параметру средней высоты неровностей по длине трассы ощупывания, а форму микронеровностей - безразмерными параметрами асимметричности профиля микронеровностей и их островершинности. Выявлено, что сформированная точением поверхность имеет ярко выраженное направление рисок шероховатости вдоль направления резьбовых впадин, т. е. "моноаксиальную регулярность", что может оказывать негативное воздействие на приживаемость импланта. Установлено, что пескоструйная обработка позволила достичь выгодной ориентации микронеровностей для всех образцов. Зафиксирован факт наследования показателей асимметричности и островершинности в технологическом сочетании "точение - пескоструйная обработка" при ориентации обрабатываемой поверхности под углом 90 градусов к оси сопла. Полученные результаты могут быть использованы в условиях реального производства при изготовлении титановых имплантов для остеосинтеза.

Аннотация: Испытаны способы гидрометаллургической переработки вторичного медьсодержащего сырья, к которому относятся металлические отходы на основе меди и ее сплавов с содержанием благородных металлов до 5 % и медные сплавы, являющиеся основой для покрытий благородными металлами. Для селективного удаления слоя благородных металлов с медной основы можно использовать электролиз в цианидном растворе, а для селективного растворения меди - обработку аммиаком, растворами неорганических кислот и хлоридами железа (III) и меди (II). Для извлечения меди из растворов выщелачивания испытана жидкостная экстракция. Постоянно возобновляемым источником вторичного сырья является электронный лом, так как военная, промышленная, административная и бытовая техника быстро устаревает и подлежит регулярному демонтажу и переработке. Ежегодно в мире образуется от 20 до 50 млн т электронного скрапа. Наиболее растущей частью рынка электронных отходов является медь. Физико-механические воздействия, используемые в качестве подготовительных операций при переработке электронного лома (в основном, печатных плат), включают резку, дробление/измельчение, воздушную, магнитную и электростатическую сепарацию и гравитационное обогащение. Показана принципиальная возможность использования для растворения меди различных гидрометаллургических вариантов на основе кислых растворов (H[2]SO[4], HNO[3], HCl + HNO[3]) в присутствии окислителей (H[2]O[2], O[2], Fe{3+} и Cl[2]). Показана принципиальная возможность использования таких процессов, как хлорирование газом, выделяемым электролитически, обработка в аммиачной среде с последующей жидкостной экстракцией, автоклавное окисление, обработка ионными жидкостями, использование сверхкритической воды, "электрокинетического" электролиза и биовыщелачивания.

Аннотация: Проведен термодинамический расчет, позволяющий выявить наличие интерметаллидных фаз в силуминах АК12М2 и АК12пч. Было установлено, что для многокомпонентного сплава АК12М2 содержание фаз кристаллизационного происхождения и вторичных фаз, образующихся после кристаллизации, протекающей с разной скоростью, и старении значительно больше, чем в сплаве АК12пч. Термодинамический расчет с помощью программы JMatPro указал на большую вероятность того, что в изделиях из силумина АК12пч существуют только фазы кристаллизационного происхождения alpha-Al (Fe, Mn, Cr) Si и beta-Al[5]FeSi. Из силумина АК12М2 литьем под давлением по технологии АО "РИФАР" были получены радиаторы отопления. Согласно термодинамическому расчету, в изделиях существуют стабильные фазы кристаллизационного происхождения: alpha-Al (Fe, Mn, Cr) Si, beta-Al[5]FeSi, Al[3]Ti, gamma-Al[7]Cu[4]Ni, Al[3]Ni[2] и Q-Al[5]Cu[2]Mg[8]Si[6], а также и метастабильные фазы, которые образуются при старении в обескислороженном слабощелочном (pH 8, 3) водном растворе при температуре 90 C - максимальной температуре в системах отопления. Корректность вычислений при определении фаз кристаллизационного происхождения была подтверждена данными рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Метастабильные фазы вследствие их малых размеров не были обнаружены при помощи РСМА. Вместе с тем, согласно термодинамическому расчету, доля метастабильной фазы, в частности teta'-Al[2]Cu, может достигать 1, 58 % (мас. ) приблизительно через 41 сут при 90 C. Высокое содержание интерметаллидов в сплаве АК12М2 может приводить к различию коррозионной стойкости по сравнению с таковой у сплава АК12пч в слабощелочных водных растворах - основных теплоносителях в системах отопления. Последнее обусловлено тем, что большинство интерметаллидов являются катодами и могут в значительной степени увеличивать скорость коррозии алюминия.

Аннотация: Стабильность технологических параметров производственного процесса является важнейшим условием обеспечения качества отливок. При широком диапазоне допустимых значений таких параметров, как температуры литья и нагрева форм, длительность транспортировки форм к месту заливки, готовая продукция из различных партий может иметь разное качество. Выполнен анализ используемых на производстве температурно-временных параметров процесса литья корпусной отливки методом литья по выплавляемым моделям. Установлено влияние, которое эти параметры оказывают на качество изделий. С этой целью проведено компьютерное моделирование процесса заливки и затвердевания крупногабаритной тонкостенной отливки из никелевого жаропрочного сплава ВЖЛ14Н-ВИ, получаемой в оболочковой керамической форме. Критерием оценки качества отливки по результатам моделирования являлся объем усадочной пористости в теле отливки. Оценено комплексное влияние параметров моделирования на скорость охлаждения металла в стенке отливки. В результате получены рекомендации по оптимизации технологического процесса для получения отливок, соответствующих техническим требованиям. Установлено, что наилучшее качество отливки достигнуто при разнице между температурами заливки сплава и формы, обеспечивающей скорость охлаждения отливки в интервале кристаллизации сплава не менее 2 C/с. Дальнейшее увеличение скорости охлаждения отливки не приводит к уменьшению пористости.

Аннотация: Приведены значимые исторические моменты и научные достижения, способствовавшие совершенствованию технологий в области обогащения и переработки минерального сырья. История развития процессов обогащения и переработки полезных ископаемых тесно связана с историей Российской академии наук, начиная с ее основания. Ученые академии внесли значительный вклад в разработку методов, аппаратов и технологий обогащения и переработки минерального сырья разного состава, что способствовало повышению эффективности горнодобывающих компаний, а также экономическому росту и технологическому развитию страны. С развитием технологий и прогрессом в области науки новые методы и подходы к обогащению минерального сырья становятся более точными, эффективными и экологичными. Важным аспектом деятельности ученых является содействие в решении экологических проблем, связанных с горнодобывающей деятельностью, путем разработки более чистых, экологически безопасных и эффективных технологий. В свете текущих вызовов в области изменения климата и устойчивого развития, понимание и разработка технологических решений обогащения и переработки минерального сырья остаются приоритетом для научного сообщества.

Аннотация: Работа направлена на установление возможных изменений характера межфазного взаимодействия на различных итерациях переплава для уточнения механизмов металлургических процессов при рециклинге литых композиционных материалов системы Al - Si - B[4]C. Исследование особенностей межфазных реакций между компонентами литых композиционных материалов проводили с помощью метода дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). В ходе пилотных измерений было установлено, что наличие неразделенных тепловых эффектов с близкими температурными характеристиками ограничивает их различимость при таком общем представлении. Для повышения степени детализации было использовано представление результатов в виде фрагментов кривых ДСК в температурных интервалах, соответствующих выявленным тепловым эффектам на полной кривой ДСК. В некоторых случаях, когда увеличение масштаба было недостаточным для выделения слабых тепловых эффектов, наблюдаемых только при охлаждении, были построены дополнительные кривые первой производной кривой нагревания (dДСК), которые являются функцией скорости изменения температуры. Проведенный анализ кривых ДСК позволил определить характеристические температуры и выделяемое или поглощаемое тепло для процессов плавления - кристаллизации литых композиционных материалов АК12оч + 10 % (об. ) B[4]C на разных итерациях повторных переплавов при контролируемом нагреве или охлаждении.

Аннотация: В январе 2024 г. исполнилось 75 лет одному из ведущих специалистов в области литейного производства, академику РАЕН, заведующему кафедрой "Литейные технологии и художественная обработка материалов" НИТУ МИСИС, доктору технических наук, профессору Владимиру Дмитриевичу Белову.

Аннотация: В сфере горячего цинкования непрерывно увеличиваются потребности в цинке высокого качества марки ЦВ0 / Special High Grade. В то же время в России существует дефицит цинка и полная зависимость в краткосрочной перспективе от единственного поставщика АО "Челябинский цинковый завод". В связи с этим представляет интерес возможность использования для этих целей промежуточного продукта при гидрометаллургическом производстве цинка - катодного цинка, а также анализ возможных технологических сложностей, связанных с его применением. В работе исследована структура и элементный состав катодного цинка производства АО "Алмалыкский ГМК". С помощью сканирующей электронной микроскопии на Tescan Vega SB с энергодисперсионным рентгеновским анализатором INCAx-act установлено, что исходная поверхность изучаемых образцов покрыта оксидами и сульфатами. Показано, что для эффективного очищения поверхности от соединений серы можно использовать кратковременную или длительную выдержку в соляной кислоте концентрацией 5-10 %. После загрузки катодного цинка в ванну цинкования обнаружено, что на зеркале ванны цинкования, помимо изгари, образовалась металлическая пена, содержащая нерасплавившиеся пластины катодного цинка. Несмотря на предварительную очистку кислотой, в металлической пене была отмечена небольшая доля серы. Наличие ее в расплаве при длительном использовании неочищенного цинка может повлиять на ускорение коррозионных процессов стенок ванны цинкования на границе зеркала расплава. Таким образом, катодным цинком можно замещать чушковый только в период дефицита. При этом рекомендовано использовать его совместно с цинком высокой чистоты.

Аннотация: Рассмотрены особые условия функционирования литейных предприятий России в настоящее время. Дана информация по вопросу подготовки специалистов-литейщиков в вузах России. На примере кафедры литейных технологий и художественной обработки материалов НИТУ МИСИС показаны возможности литейных кафедр в разработке и внедрении в производство инновационных альтернативных технологий изготовления отливок ответственного назначения (в том числе крупногабаритных) из сплавов на основе титана, магния, никеля, алюминия и меди. Отмечена целесообразность привлечения потенциала литейных кафедр России для решения не только кадровых вопросов, но и ускоренной подготовки производства литых деталей на базе цифровых технологий, разработки и внедрения в производство новых сплавов и инновационных технологий, модернизации действующих производств с акцентом на применение импортонезависимых технологий.