Оптимизация параметров плазмометаллургического производства тугоплавких материалов

Введение…………………………………………………………………………...7
Анализ современного состояния производства и применения карбида циркония и определение их доминирующих тенденций……………………………...9
1.1 Кристаллическая структура карбида циркония………………………..9
1.2 Физико-химические свойства карбида циркония…………………….10
1.3 Отечественный и мировой рынок карбида циркония и его сегментация……………………………………………………………………………..12
1.4 Применение карбида циркония в современной технике: реальное состояние и прогнозы………………………………………………………………….15
1.5 Описание плазмометаллургического реактора и его технических характеристик…………………………………………………………………………..18
Расчет характеристик плазменного реактора…………………………...24
2.1 Расчет распределения среднемассовой температуры потока по длине реактора………………………………………………………………………………....24
2.2 Расчет распределения температуры внутренней поверхности нефутерованного и футерованного реактора………………………………………...26
На основе обобщенной модели карбидообразования осуществить оптимизацию параметров плазмометаллургического производства карбонитрида хрома (математическая модель для расчёта [Cr3(C0,8N0,2)2] = -66, 12+ 0,03∙T0 – 0,42 ∙{H2} – 0,14∙{N}-0,00002 ∙Т0 ∙{N}). Полученные зависимости изобразить графически……………………………………………………………………………...31
3.1 Исследование зависимости содержания карбонитрида хрома в продуктах синтеза от начальной температуры плазменного потока ({H2}=5% об., {N2}=20%)..................................................................................................................31
3.2 Исследование зависимости карбонитрида хрома в продуктах синтеза от концентрации водорода в плазмообразующем газе (Т0=5000, {N 2}=25% об.)..............................................................................................................................33
3.3 Исследование зависимости карбонитрида хрома в продуктах синтеза от количества атомарного азота в плазмообразующем газе (Т0=5000, {H2}=5% об.)..............................................................................................................................34
3.4 Исследование температурной зависимости среднего размера частиц карбонитрида хрома при их укрупнении в плазменном потоке…………………….35
Заключение……………………………………………………………………….37
Список использованных источников…………………………………………..39

Одной из важнейших задач современного материаловедения является получение материалов для работы в экстремальных условиях – при высоких температурах и напряжениях, под воздействием агрессивных сред и т.п. В решении этих задач существенная роль принадлежит использованию соединений тугоплавких металлов с бором, углеродом, азотом, кремнием – боридов, карбидов, нитридов и силицидов, которые, наряду с высокой твердостью и тугоплавкостью, обладают жаростойкостью и жаропрочностью, специфическими физическими и химическими свойствами. Среди карбидов переходных металлов карбид циркония по сочетанию специальных свойств входит в лидирующую группу, уникально совмещая такие практически значимые свойства, как твердость, тугоплавкость, коррозионная стойкость в жидких, газовых и металлических средах, износостойкость.[1].
Карбид циркония ZrC, исследованный и введенный в обращение научной школой известного российского ученого-материаловеда Самсонова Г.В. более 50 лет назад, до сих пор востребован в технологии различных материалов: металлокерамических инструментальных и конструкционных, огнеупорных и абразивных, для модифицирования покрытий. Анализ современной научнотехнической информации отражает тенденцию перехода от применения карбида циркония крупнозернистому к микро- и нанокристаллическому, что обусловлено стремлением ученых и технологов-практиков к достижению качественно-нового уровня эксплуатационных свойств материалов и покрытий на его основе.

Провести аналитических обзор литературных источников по теме «Анализ современного состояния плазмометаллургического производства и применения нанопорошков тугоплавких металлов (на примере нанопорошка карбида циркония)» (15- 20 страниц, до 10 ссылок на литературные источники).
Основные вопросы:
Отрасли техники и технологии - основные потребители нанопорошков тугоплавких металлов.
Основные производители нанопорошков тугоплавких металлов.
Мировое производство нанопорошков тугоплавких металлов за последние 5 лет: анализ, доминирующие тенденции, прогнозы.
Уровень цен на нанопорошки тугоплавких металлов на мировом рынке за последние 5 лет: анализ, доминирующие тенденции, прогнозы.
Улавливание и обезвреживание продуктов плазмометаллургического синтеза наноматериалов.
Оборудование для производства наноматериалов.
Требования к реактору и плазмотехнологическому модулю.
В соответствии с индивидуальным заданием осуществить расчёт характеристик трёхструйного прямоточного плазмометаллургического реактора, полученные результаты апробировать в среде Microsoft Access.