Объект исследования: травильные хлоридные растворы железа листопрокатного производства. Определены условия образования твердых продуктов, кинетические параметры разложения растворов хлоридов, механизм образования твердых фаз, их состав, физико-химические и электромагнитные свойства. Разработана технологическая схема получения ферритовых порошков.

Создана кристаллохимическая модель дифференциации хромовой руды при электроплавке. Рассчитаны термодинамические параметры растворов систем Mg-Fe-Al-O, Mg-Fe-Cr-O. Установлены фазовые соотношения в шлаках электротермии феррохрома. Уточнены физико-химические основы процесса восстановления кремнезема (кварца) и кремнеземистых материалов в кристаллический кремний и сплавы кремния. Рекомендовано использование энергетического каменного угля взамен части кокса при производстве ферросплавов. Опытно-промышленными испытаниями плавки высокоуглеродистого феррохрома показана высокая эффективность применения высокозольных углей месторождения Борлы вместо части (до 30 %) кокса.

С применением теории регулярных растворов оценены коэффициенты активности и активность марганца и кремния в шлаковой и металлической фазах. Определены числовые значения константы равновесия реакции силикотермического восстановления марганца при температуре 1450, 1500, 1550 {o}C. Получено уравнение зависимости марганцовистой емкости шлаков от оптической основности последних и температуры. Изучены физические свойства 5-компонентной оксидной системы. Построены диаграммы "состав - вязкость", "состав - температура кристаллизации", "состав - электропроводность".

Выведены основные соотношения термодинамических свойств фаз в системах эвтектического и изоморфного типа, а также аналитические выражения парциальной избыточной энтальпии и энтропии смешения ликвидусного компонента в системах на основе Mn, Cr, Si, Al. Разработана методика расчета положения линий моновариантных фазовых равновесий для областей кристаллизации конгруэнтно плавящихся соединений. На примере оксидных и металлических систем на основе железа, марганца, хрома, титана показано, что осмотический коэффициент Бьеррума - Гуггенгейма (его прямолинейный характер зависимости) может служить критерием оценки структуры расплавов.

Предложены способы объединения частных зависимостей, полученных методом Гаусса - Зейделя, с обобщенными уравнениями в виде мультипликативных и аддитивных моделей. Разработаны режимы ведения обжига молибденового промпродукта и выщелачивания из огарка молибдена, сушки гранулированной свинцовой пыли, обжига гранулированного свинцового шлама. Получены многофакторные математические модели данных процессов.

Проведен термодинамически-диаграммный анализ системы Fe-Mn-C-O. Определены оптимальные конечные фазовые области для селективного восстановительного обжига железомарганцевых руд. Выведены уравнения фазового состава для каждого тетраэдра системы Mn-Fe-C-O. Установлено, что железомарганцевая руда активно взаимодействует с газовым углем в области низких температур.

Создана математическая модель фазовой диаграммы системы CaO-SiO[2]-Al[2]O[3]-MgO-FeO-Fe[2]O. Проанализирована динамика минералообразования при высокотемпературном обжиге железорудных офлюсованных шихт. Показано, что минералы с низкой кристаллизационной способностью обеспечивают высокую прочность. Изучен механизм упрочнения и разрушения железорудных окатышей на стадии твердо- и жидкофазного спекания. Выполнены эксперименты по улучшению структуры шихты перед спеканием. Оптимальную структуру сформировала боратовая руда. Разработан способ агломерации и окомкования тугоплавких хромитовых руд с использованием тонкоизмельченного кварцита и боратовой руды.

Разработана технологическая схема получения порошков металлического рения с использованием импульсного разряда. Изучены закономерности электролитического восстановления силикат-иона в режиме высоковольтного импульсного разряда. Определено значение порогового напряжения, ниже которого восстановления диоксида кремния не происходит. Показана возможность электрохимического восстановления диоксида кремния из водной среды при сочетании стационарного электролиза с высоковольтным импульсным разрядом.

Исследован подложечный механизм фильтрационного рафинирования. Проведен термодинамический расчет образования в металлических расплавах возможных неметаллических включений при температуре фильтрования. Проанализирован процесс осаждения на фильтре взвешенных в расплаве неметаллических включений. Определена допустимая скорость фильтрации металлических расплавов в каналах фильтра. Изучено влияние различных технологических факторов фильтрационного рафинирования на качество металла.

Показана возможность эффективного управления структурой и электронными свойствами аморфного гидрогенизированного алмазоподобного углерода (а-С:Н) путем изменения в аморфной матрице соотношения sp/sp координированных связей. Определяет данное соотношение температура осаждения. В результате термо- и фотостимулированных процессов в пленках низкокоординированных конденсированных сред наблюдаются реверсивные изменения атомной структуры на уровне ближнего и среднего порядка локальной структуры, оптических свойств, процессов переноса носителей заряда. Пленки, приготовленные методом высокочастотного ионно-плазменного распыления, обладают атомной структурой, менее подверженной влиянию внешних воздействий, по сравнению с пленками, приготовленными методом термического испарения в вакууме.