В условиях периодической беспенной флотации совместное рассмотрение субпроцессов захвата частиц, отрыва и всплывания агрегатов показало, что на отдельном пузырьке за время его подъема (τm) образовывалась минеральная нагрузка, составляющая часть от равновесной минеральной нагрузки, которая может быть достигнута при бесконечном времени минерализации. Состав минеральной нагрузки и скорость ее достижения предложено характеризовать двумя безразмерными параметрами, которые зависят от интенсивностей субпроцессов. Параметр сорта частиц (B) однозначно определялся соотношением интенсивности отрыва к интенсивности захвата, а безразмерное время (D) – соотношением скоростей захвата и отрыва частиц к скорости подъема пузырька воздуха. Получено уравнение кинетики минерализации многими пузырьками в экспоненциальном виде, аналогичном уравнению первого порядка (Белоглазова). В константе скорости минерализации (Km) интенсивности субпроцессов захвата и отрыва определяют величину извлечения отдельным пузырьком (εbm) за время τm, а расход воздуха – суммарное извлечение ε.

Изучена сорбция Pd(II), Ag(I) и Cu(II) из азотнокислых растворов кремнеземами, химически модифицированными γ-аминопропилтриэтоксисиланом. На основании исследования твердых фаз методами ИКи рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, термогравиметрии высказано предположение, что при сорбции палладия из азотнокислых растворов имеют место следующие процессы: координация ионов палладия к атомам азота функциональной группы, взаимодействие ионов палладия с кремнеземной матрицей, а также образование полиядерных комплексов. В качестве десорбента палладия предложено использовать 5 %-ный раствор тиомочевины в 0,1 М HCl. Определено, что время установления постоянных значений сорбции в статических условиях составляет, мин: для Ag(I) – 10, для Cu(II) – 20, Pd(II) – 30. Ряд сорбируемости ионов в одинаковых условиях из 2 М HNO3 следующий: АAg(I) > АPd(II) >> АCu(II). При этом из растворов с концентрацией HNO3 < 1 М ионы серебра не сорбируются, что создает предпосылки для разделения ионов.

Предложен и экспериментально подтвержден способ получения тетрафторида циркония (ТФЦ) ядерной степени чистоты за одну ступень разделения. Для этого пары исходного ТФЦ необходимо пропустить внутри слоя порошкообразного диоксида циркония высотой 140–150 мм или над его слоем длиной 1000–1100 мм. Разработан и рассчитан технологический каскад для получения ядерно-чистых ТФЦ и ТФГ с содержанием гафния более 99 % за одну ступень разделения при отсутствии технологических отходов. Показано, что предложенный технологический каскад для разделения и обогащения тетрафторидов циркония и гафния за одну ступень позволяет получить тетрафторид циркония с содержанием гафния до 0,01 мас.% из исходного ТФЦ с концентрацией гафния 2,0 мас.% и гафниевый концентрат с содержанием более 99 % гафния. 

Выполнены исследования по влиянию обработки расплавов электромагнитными акустическими полями на структуру и свойства двойных сплавов Al–12%Si и Al–20%Si. В процессе экспериментов варьировали частоту электромагнитного поля, наводимого в петле-антенне: 500, 1000 и 2000 кГц. Обработку расплавов проводили после их дегазации и рафинирования. Установлено, что данный способ обработки расплавов обуславливает сокращение общего времени приготовления сплавов в среднем на 12 %. Кратковременная обработка расплавов электромагнитными акустическими полями способствует измельчению основных фазовых составляющих сплавов и повышению их механических свойств. При обработке эвтектического сплава Al–12%Si с частотой 500 кГц наблюдалось измельчение дендритов α-Al (с 30 до 22 мкм) и кристаллов эвтектического Si (с 13 до 10 мкм). При обработке заэвтектического сплава Al–20%Si с частотой 1000 кГц кристаллы эвтектического Si уменьшались с 8 до 5 мкм, первичного Si – с 90 до 62 мкм. При указанных режимах обработки эвтектического сплава Al–12%Si предел прочности при растяжении увеличился на 13 %, относительное удлинение – на 17 %; у заэвтектического сплава Al–20%Si те же показатели повысились на 9 и 65 % соответственно. На основании проведенных исследований сделан вывод о том, что выбор параметров обработки расплавов системы Al–Si электромагнитными акустическими полями должен обуславливаться содержанием кремния в сплаве. С увеличением концентрации кремния необходимо обрабатывать расплав волнами с большей частотой колебания. Указанный способ обработки позволяет получать модифицированную мелкокристаллическую структуру сплавов и, как следствие, вызывает повышение их механических свойств. Он может быть успешно использован при получении мелкокристаллических лигатур и в производстве сплавов системы Al–Si. Для определения оптимальных параметров обработки в зависимости от структуры исходной шихты и природы сплавов требуются дополнительные исследования.

При производстве прутковых и проволочных изделий формируются остаточные напряжения. Причиной этого является как пластическая деформация, так и возможная термопластическая деформация, возникающая за счет контактного разогрева поверхности металлоизделий от сил внешнего трения. Нежелательные остаточные напряжения в поверхностных слоях влияют на точность металлоизделий и повышают вероятность их разрушения, что наблюдается в практике волочильного производства. В работе предложена методика определения условий контактного разогрева из критериев предотвращения образования остаточных напряжений. На основании уравнений термоупругости установлены температурные режимы, приводящие к появлению термопластических деформаций. Рассчитаны критические значения разности температур поверхности и центра протягиваемой проволоки, при которых происходит переход поверхностных слоев проволоки в пластическое состояние с последующим формированием остаточных напряжений. Определены предельные скорости волочения для ряда цветных металлов (медь, цирконий, титан), превышение которых приведет к нежелательным остаточным напряжениям в протягиваемом изделии. Для повышения критических скоростей в качестве рекомендаций предлагается реализация условий гидродинамического (жидкостного) режима трения при производстве металлоизделий. 

Рассмотрены технологические принципы повышения работоспособности концевых фрез, выполненных из быстрорежущей стали Р6М5К5, путем упрочнения режущей части этих фрез ионным азотированием и комплексного упрочнения (ионное азотирование и нанесение композиционного износостойкого покрытия на основе нитридов металлов). Для оптимизации режимов азотирования проведены испытания на стойкость партии фрез. Выбран оптимальный режим упрочнения, обеспечивающий наибольшую стойкость концевых фрез при обработке титанового сплава ВТ20. На основе экспериментальных данных о влиянии состава покрытий на стойкость концевых фрез предложены составы износостойких покрытий. Установлено влияние режимов резания на стойкость упрочненного инструмента. Проведен теоретический анализ результатов испытаний работоспособности упрочненного режущего инструмента.

Проведено исследование влияния многоступенчатого отжига до 650 °С на величину удельного электросопротивления и твердость горячекатанных листов низколегированных алюминиевых сплавов, содержащих до 0,5 мас.% Zr. Экспериментальные образцы получены в условиях, приближенных к реализуемым на промышленных установках непрерывного литья и прокатки. Описаны методики проведения испытаний, в том числе термической обработки. Осуществлен металлографический анализ литой (исходной) структуры, а также структуры экспериментальных образцов, прошедших деформацию. По результатам выполненных физико-механических испытаний построены зависимости удельного электросопротивления (ρ) и твердости от температуры последней ступени отжига. Расчетными и экспериментальными методами установлено, что величина ρ в основном зависит от концентрации циркония в твердом растворе алюминия. Определено оптимальное соотношение между концентрацией циркония в сплаве и температурой отжига, позволяющее получить наилучшее сочетание характеристик твердости и удельного электросопротивления. 

При анализе структурных изменений ленты при обработке рулонной заготовки, полученной бесслитковой прокаткой из легких алюминиевых сплавов системы Al–Мn–Fe–Si, предложено идентифицировать текстуры по показателю обобщенной полюсной плотности и установить размеры структурных элементов в зависимости от области когерентного рассеяния рентгеновских лучей. Соотнося полученные данные с фазами материала, а также оценивая согласование упрочнения с пластической деформацией при холодной прокатке, определено место отжига между проходами подбором, за счет сближения значения обобщенной полюсной плотности после его определения с помощью рентгенограммы образцов рулонной заготовки и ленты после каждого прохода. 

Исследовано влияние добавок кальция (от 0,1 до 1,0 мас.%) на фазовый состав и температуру солидуса магниевого сплава МЛ5. Кальций в процессе кристаллизации сплава в присутствии алюминия переходит в интерметаллическое соединение переменного состава, содержащее Al (53,4–57,4 %), Са (42,6–42,8 %), Mg (0,002–3,8 %), которое вырождается с понижением температуры в соединение Al2Ca. Проанализировано влияние кальция на количество фаз Mg17Al12 и Al2Ca и его распределение в структуре литого и термообработанного сплава МЛ5. С помощью микрорентгеноспектрального анализа выявлено, что кальций и алюминий концентрируются по границам твердого магниевого раствора. Показано, что для получения удовлетворительных механических свойств выплавку и заливку магниевых сплавов, содержащих кальций, необходимо проводить по технологическому процессу, предотвращающему загрязнение металла грубыми включениями. Установлено, что малые добавки кальция (до 1 мас.%) повышают температуру возгорания и снижают окисляемость сплава при повышенных температурах (до 715 °С). Определено влияние элегаза на угар кальция в процессе бесфлюсовой плавки. 

Приведены основные научные и практические результаты исследований новых технологий и технических средств для утилизации золошлаков тепловых электростанций. Рассмотрены вопросы обеспечения экологической безопасности районов расположения тепловых электростанций и предложены технологии по магнитному извлечению из их золошлаков ценных металлов. Полученные данные реализованы в методических документах, технических средствах и внедрены в промышленность с экономическим эффектом.