Сформулируем основные результаты исследований, выполненных в этом разделе.

1. Установлено, что в отличие от инертных порошков для процесса уплотнения твердожидких продуктов синтеза характерна высокая начальная скорость уплотнения и не строго монотонный ход кривых уплотнения. Показано, что закономерности уплотнения определяются эволюцией макроструктурного состояния и нелинейно-вязкими свойствами твердой фазы. Высокая начальная скорость уплотнения обусловлена аэродисперсным состоянием и практически отсутствием сопротивления деформации продуктов синтеза. Немонотонный ход кривых уплотнения с образованием горизонтального плато вызван псевдопластической вязкостью твердой фазы при ее уплотнении из состояния насыпной плотности.

2. Исследованы закономерности формообразования при изотермическом СВС-прессовании в песчаной оболочке и установлено, что, несмотря на однородное поле температур и свойств, деформирование и уплотнение приграничных объемов заготовки являются неоднородными. Эта неоднородность вызвана различием реологических свойств материалов заготовки и оболочки. Показано, что форма спрессованной заготовки определяется механическими свойствами продуктов синтеза и оболочки. Опорные поверхности получаются выпуклыми, если продукты синтеза прочнее материала оболочки. Если сопротивление деформации продуктов синтеза меньше, чем сопротивление деформации оболочки, то опорные поверхности заготовки получаются вогнутыми.

3. Исследованы закономерности уплотнения и формирования напряженного состояния оболочки и получено, что различие реологических свойств материалов заготовки и оболочки приводит к формированию в оболочке двух зон, отличающихся уровнем плотности и деформирующих напряжений: центральной зоны, в которой находится заготовка, и кольцевой зоны, расположенной вокруг заготовки. При прессовании реальных продуктов синтеза, имеющих меньшее сопротивление деформации по сравнению с песком, кольцевая зона уплотняется в большей степени, чем центральная зона. Соответственно доля непроизводительных затрат на деформирование высокопрочной кольцевой зоны существенно выше, чем доля полезно затрачиваемого усилия на деформирование центральной зоны с заготовкой. Для повышения доли полезных затрат в общем балансе сил необходимо уменьшить сопротивление деформации кольцевой зоны.

4. Выполнен цикл вычислительных экспериментов по изучению влияния размеров оболочки на закономерности уплотнения и формообразования заготовки, анализ которых показал, что причиной низкой плотности малогабаритных заготовок является не температурный режим, а радиальные размеры высокоплотной кольцевой зоны оболочки, которая препятствует уплотнению центральной зоны оболочки и находящейся в ней заготовки. Установлен экстремальный характер изменения плотности заготовки в зависимости от начальной высоты оболочки, которая определяет ее ресурс сжимаемости. Показано, что если начальная относительная плотность заготовки меньше начальной относительной плотности оболочки, то при выборе начальной высоты оболочки ведущим является процесс совместного пластического деформирования заготовки и оболочки, а процесс теплообмена имеет второстепенное значение. Как правило, именно этот вариант имеет место в практике СВС-прессования различных материалов и изделий. Размерная точность СВС - прессованной заготовки зависит от радиальных размеров оболочки. С уменьшением радиальных размеров оболочки возможно усиление искажения формы заготовки из-за неоднородности напряженно-деформированного состояния вблизи поверхностей инструмента с внешним трением.

5. При исследовании влияния свойств материала оболочки на закономерности уплотнения и формообразования получено, что за счет меньшего сопротивления деформации шамотной крошки по сравнению с песком скорость уплотнения продуктов синтеза в шамотной оболочке выше, чем в песчаной оболочке. Кроме того, СВС-прессование в шамотной оболочке характеризуется более высокой размерной точностью заготовки.

6. Теоретически обосновано новое техническое решение по снижению прочности кольцевой зоны за счет формирования неоднородной по составу оболочки, когда часть кольцевой зоны заполняется шамотной крошкой, имеющей меньшее сопротивление деформации, чем песок. Схема СВС-прессования в неоднородной песчано-шамотной оболочке практически эквивалентна схеме прессования в однородной шамотной оболочке, но при этом расходуется меньший объем более дорогого, чем песок, шамотного материала.