авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

«Министерство образования и науки Украины Донбасская национальная академия строительства и архитектуры Академия строительства Украины Институт проблем материаловедения ...»

-- [ Страница 3 ] --

АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ ЭФФЕКТОВ ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СПЛАВОВ В БИНАРНЫХ СИСТЕМАХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Щебетовская Н.В., Марченкова Ю.А.

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, г. Макеевка, Украина, nvs_phyz@mail.ru В работе методом дифференциально-термического анализа установлен «автономный» характера экзо-эффектов при кристаллизации сплавов в системах дифенил – нафталин, резорцин – гидрохинон и пирокатехин – гидрохинон (рис. 1).

Определены энтальпии кристаллизации сплавов относительно температур Н L, солидуса ликвидуса Н S и суммарная Н SL. При этом установлена Рис. 1. закономерность изменения общей энтальпии кристаллизации Н LS от основного компонента к эвтектике по мере увеличения концентрации одного из компонентов.

Учитывая автономный характер кристаллизации расплавов относительно температур TL* и ТЭ, проанализированы пути их равнвоесной и неравновесной кристаллизации на примере одного доэвтектического и одного заэвтектического сплава по диаграмме состояния А-В (рис. 2).

Установлено, что при анализе путей кристаллизации по диаграмме состояния согласно рисунка можно определить массу окончательно выпавших кристаллов, например А, на первом этапе в точке с при общей массе сплава, например, 2 г, из соотношения x 2 x 8 /18 x 0.44 г. Рис. 2.

В то же время из оставшейся массы расплава (1.56 г) на втором этапе кристаллизации может образоваться эвтектика;

относительные доли жидкой L и твердой S фаз в заштрихованной области при любой температуре на отрезке с1с1, которые будут определяться по соответствующим отрезкам L gi ci gi di и L сi di gi di, где g1 gi g1 ;

c1 ci c1 ;

d1 di d1 ;

gi di g1d1 g1d1 длина конноды.

Установленные закономерности изменения автономных экзо-эффектов, по видимому, должны иметь немаловажное значение для выяснения механизмов кристаллизации систем эвтектического типа и для технологии фракционирования.

1. Александров В.Д. Эндо- и экзотермические эффекты плавления и кристаллизации смесей в системе дифенил – нафталин / В.Д. Александров, Н.В.

Щебетовская // Украинский химический журнал. – 2012. – Т.78. – №3. С.32-36.

ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ РЕЗОРЦИН – ГИДРОХИНОН И ПИРОКАТЕХИН - ГИДРОХИНОН МЕТОДАМИ ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА Щебетовская Н.В.

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, г. Макеевка, Украина, nvs_phyz@mail.ru В работе методами циклического анализа по температурам солидуса TS и ликвидуса TL впервые построены диаграммы состояния резорцин –гидрохинон и пирокатехин – гидрохинон в области плавления и кристаллизации (рис. 1 и 2). Как видно из этих рисунков, диаграммы состояния резорцин – гидрохинон и пирокатехин – гидрохинон являются диаграммами эвтектического типа: для первой системы эвтектика приходится на состав 67% Р + 33% Г при температуре ТЭ = 363 К, а во второй 70% П + 30% Г, при ТЭ = 360 К.




Рис. 1. Диаграмма состояния Рис. 2. Диаграмма состояния резорцин – гидрохинон пирокатехин – гидрохинон Для точного определения состава эвтектики применен принцип построения треугольника Таммана. Для этого использованы данные энтальпий кристаллизаций НS, посчитанные по ДТА-граммам. По полученным точкам установлена зависимость НS от концентрации компонентов х, которая имеет вид:

для системы резорцин – гидрохинон 213, 63352 6,91271x 0, 02795 x, x 0,33, R 0,96899, 2 H S x 1,10724 0, 2866 x 0, 01917 x, x 0,33, R 0,98014, 2 для системы пирокатехин – гидрохинон 121,59284 14,18133x 0,54594 x 2, x 0,3, R 2 0,97898, H S x 36,16416 0,52975 x 0, 00171x, x 0,3, R 0,96936.

2 Причина образования диаграмм состояния эвтектического типа в системах резорцин – гидрохинон и пирокатехин – гидрохинон, по-видимому, заключается в различии молекулярного и кристаллического строения индивидуальных дигидроксибензолов.

СЕКЦИЯ 3.

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ. НАНОМАТЕРИАЛЫ PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES OF WELDING WIRE Alimov V.I., Maksakov A.I., Pushkina O.V., Ponomarenko D.V.

Donetsk National Technical University, Scientific-Production Association "DONIX", Ukraine, Donetsk, alim41@mail.ru On the market of a welding wire, along with the domestic one, a wire AristoRod of ESAB firm is spread, which surface is treated according to the technology without copper plating of the surface. This provides a good feed of the wire, wear of tips is decreased, a stable welding process with low spatter is guaranteed. At the same time, its provided that the wire surface is protected against the corrosive effects of the environment.

The purpose of this paper is to evaluate some physical and mechanical properties of the wire of the domestic producer in comparison with the wire of the Swedish company ESAB. The feature characteristics of the domestic wire are associated with the plasma surface treatment.

For investigations there were taken the samples of wires with a diameter of 1.2 - 1. mm made from steels with manganese and silicon from different manufacturers. Inspection of the surface was carried out with the naked eye and using magnification, diameters were measured many times. The corrosion resistance was studied in 30% - aqueous solution of sulfuric acid, the value of the specific electrical resistance was assessed by means of four terminal method, moreover we studied the wear of the surface, the curl of two wires among themselves, inflection by 90 ° till breakage, the deflection due to applied weight and spring, microstructure and microhardness in the initial state and after complete recrystallization annealing, simulating processes of post-weld cooling.





It is revealed that the steel of domestic production has a smoother surface and reflectivity than the steel of the Swedish company. Also, magnification of the surface times clearly shows that the amount of scratches and unevennesses in the wire of domestic production is fewer. The measurement of the diameter showed more scatter of values in the wire of the Swedish company.

The corrosion tests established that with increasing the exposure the wire diameter of the Swedish decreases by 0.05 mm after the five-minute exposure, while the diameter of the wire of domestic production decreases by approximately 0.025 mm after each exposure.

It is established that the electrical resistance of the wire of the Swedish company (30,11910-8 Omm) is slightly higher than for the wire of the domestic production (28,91310-8 Omm).

The investigations of wearing contacts have not revealed substantial differences. In the process of unwinding the two samples were subjected to folding breakage, so used the double-sided inflection was used. After four kinks the wire of the Swedish company was broken, while the wire of domestic production - after five kinks, indicating a lesser plasticity of the Swedish wire in comparison with the domestic ones. At the expense the applied weight the angle of bending of the Swedish wire (19 deg.) is more than that of the domestic once ( deg.).

It should be noted that after full annealing in the structure of the Swedish wire the nonequiaxial grains are observed, while in the case of the domestic wire - preferably elongated, in this connection a microhardness of the foreign wire during annealing decreases more intensively.

Conclusion: The welding wire of domestic production after the plasma treatment possesses the situational advantages in comparison with the wire of the Swedish company ESAB, ensuring at the same time the reduction of the cost of welding.

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ КРИСТАЛЛИЗУЮЩИХСЯ ПОЛИМЕРОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ КОМБИНИРОВАННОЙ ТВЕРДОФАЗНОЙ ЭКСТРУЗИЕЙ Белошенко В.А.1, Возняк А.В.1, Новокшонова Л.А.2, Гринев В.Г. Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАНУ, Украина, Донецк woznyak@mail.ru Институт химической физики им. Н.Н.Семенова РАН, Россия, Москва vgg2003@hotbox.ru Известно, что при твердофазной экструзии полимерных композитов на основе кристаллизующихся полимеров существенное влияние на их способность к деформации и достигаемые свойства оказывает исходная морфология полимерной матрицы. К числу основных методов управления ею относят температурно-барическую обработку;

радиационное, химическое или фотохимическое сшивание;

предварительную деформацию в условиях, приводящих к изменению кристаллографической модификации полимера.

Альтернативным подходом к повышению эффективности процесса твердофазной экструзии является использование многоцикловых, а также комбинированных методов [1]. Их реализация способствует формированию у полимеров повышенного уровня деформационно-прочностных характеристик, недостижимого при одностадийном процессе. Особый интерес могут представлять комбинированные методы, включающие двухстадийные процессы с использованием методов интенсивной пластической деформации и традиционных методов твердофазной экструзии. Их комбинация, включающая равноканальную многоугловую экструзию и экструзию через коническую фильеру, хорошо себя зарекомендовала в случае полимеров с аморфно-кристаллической структурой [2-3].

В настоящей работе впервые рассмотрены возможности использования комбинированных схем твердофазной экструзии, включающих экструзию через коническую фильеру и равноканальную многоугловую экструзию в различной последовательности, для модификации структуры и свойств полимерных композитов на основе кристаллизующихся полимеров (сверхвысокомолеклярного полиэтилена, полиэтилена высокой плотности, полипропилена). Наполнителями служили каолин и графит xGnP(5).

Методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии и механических испытаний установлена корреляция между достигаемым уровнем свойств и степенью однородности и фрагментации элементов надмолекулярной структуры композитов;

объемной долей и направлением ориентации фибрилл, а также объемной долей и степенью совершенства кристаллитов.

Литература 1. Белошенко В.А., Бейгельзимер Я.Е., Варюхин В.Н. Твердофазная экструзия полимеров. – К.: Наукова думка. – 2008.

2. Beloshenko, V.A.;

Varyukhin, V.N.;

Voznyak, A.V.;

Voznyak, Yu.V. Solid-phase extrusion of polyamide-6 by using combined deformation schemes, Polym. Eng. Sci. 2011, 51, 1092-1098.

3. Beloshenko, V.A.;

Voznyak, A.V.;

Voznyak, Yu.V.;

Glasunova, V.A.;

Konstantinova, T.E. Polyamide-6 structure modification by combined solid-phase extrusion’, Polym. Eng. Sci. 2012, 52, 1815-1820.

ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО КОМПОЗИТА Cu-NbTi ПОСЛЕ КОМБИНИРОВАННОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ Белошенко В.А., Пилипенко А.Н., Чишко В.В.

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина, pik70@mail.ru Методом внутреннего трения (ВТ) изучены релаксационные процессы в Cu-NbTi композите (матрица из меди марки М0б, волокна – Nb + 60 ат. % Ti), полученном комбинированной пластической деформацией с использованием равноканального многоуглового прессования (РКМУП), гидроэкструзии (ГЭ) и волочения. Измерения ВТ осуществляли с помощью автоматизированной системы релаксационной спектроскопии в интервале температур 100-900 К. Амплитуда колебаний соответствовала амплитудонезависимой области и составляла 1·10-5, частота – 60 Гц.

В области низких температур ( 300 К) обнаружены пики на температурной зависимости ВТ (ТЗВТ) для композита, полученного с использованием РКМУП, при 150 и 270 К (рис. 1 а). Из сопоставления с ТЗВТ для меди и сплава NbTi (рис. 1 б) можно сделать вывод, что они обусловлены деформацией на границе раздела композита под действием термоупругих напряжений. О деформационной природе пиков свидетельствует также их исчезновение при повторном охлаждении после нагрева. Отсутствие низкотемпературных пиков в композите, полученном без применения РКМУП (рис. 1 б), может быть связано с меньшим уровнем микронапряжений в образце, а также сохранением хорошей адгезии между медью и сплавом при осесимметричной деформации ГЭ и волочением в отличие от знакопеременной деформации РКМУП.

-1 - -1 - Q Q Q Q Cu-NbTi - Cu 0, 0, 0,0030 eРКМУП = 9,84 - NbTi 0, - Cu-NbTi eРКМУП = 13, 0,0025 0,04 0, 0, 0, 0, 0, 0,0015 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0000 0,00 0, 100 200 300 400 500 600 700 800 100 200 300 400 500 600 700 T, K T, K а б Рис. 1. Температурные зависимости внутреннего трения композита Cu-NbTi и составляющих его компонентов: а – РКМУП + ГЭ + волочение;

б – ГЭ + волочение.

В области Т 300 К пики ВТ для композита проявляются при температурах 525 550 и 660-670 К. Сопоставление энергии активации, рассчитанной по формуле Верта Маркса, с известными литературными данными позволяет утверждать, что первый пик обусловлен перераспределением примесных атомов кислорода, располагающихся в октаэдрических пустотах кристаллической решетки титана, под действием внешнего знакопеременного напряжения малой величины. Второй пик ВТ композита соответствует наложенным друг на друга рекристаллизационному и зернограничному пикам ВТ медной матрицы. Малая его высота, а также сдвиг кривой ТЗВТ вправо с увеличением степени деформации РКМУП (рис. 1 а), вероятно, обусловлены процессом динамической рекристаллизации в образце при комбинированной пластической деформации.

ДВИЖЕНИЕ ДОМЕННЫХ ГРАНИЦ В МУЛЬТИФЕРРОИКАХ Герасимчук В.С.1, Шитов А.А. Национальный технический университет Украины КПИ, Украина, Киев.

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Украина, Макеевка.

e-mail: viktor.gera@gmail.com, shitov@mail.ru В устройствах памяти на магнитных носителях запись информации осуществляется с помощью магнитного поля, которое создается электрическим током.

В последнее время наблюдается повышенный интерес к мультиферроикам [1], т.к. в этих материалах магнитным состоянием можно управлять непосредственно с помощью электрического поля. Это позволит снизить плотности токов и тепловые потери в устройствах магнитной памяти.

Нами теоретически исследовано влияние переменных электрического и магнитного полей на динамику доменных границ (ДГ) ab-типа в слабых ферромагнетиках (СФМ) с линейным или квадратичным магнитоэлектрическим взаимодействием (МЭВ). В энергии СФМ учитываются все основные взаимодействия: обменное, Дзялошинского, магнитная анизотропия, магнитное затухание, взаимодействие с переменным магнитным полем и линейное или квадратичное МЭВ [1]. Найдено решение уравнений Ландау-Лифшица методами теории возмущений в предположении малости амплитуд переменных электрического и магнитного полей. Рассмотрены случаи СФМ с линейным МЭВ и СФМ с квадратичным МЭВ.

1) В СФМ с линейным МЭВ нами изучены особенности колебательного и дрейфового (поступательного) движения ДГ ab-типа. Как следует из формулы V A ;

D ;

H H A ;

D ;

H E, ~ (1) dr 0 1 1 0x 0y 0 2 z 2 z 0z 0y ~ (где 0 и 0 – подвижности ДГ) скорость дрейфа определяется либо чисто магнитным переменным полем, либо скрещенными электрическим и магнитным полями.

В чисто магнитном поле в плоскости XY наибольший эффект дрейфа обусловлен взаимодействием Дзялошинского D1 ;

. Вблизи резонансной частоте 1 1 при H 0 x H 0 y 1 Э скорость дрейфа может достигать 2 м/с. Максимальный вклад в скорость дрейфа за счет скрещенных полей H 0 z E0 y обеспечивается слагаемым антиферромагнитного происхождения A2 ;

z. На резонансной частоте 1 при H 0 z 10 Э, E0 y 0,1 ед. СГСЕ скорость дрейфа составляет 4 м/c.

2) В СФМ с квадратичным МЭВ на фоне колебательного движения ДГ ab-типа наблюдается дрейфовое движение со скоростью:

Vdr 0 A1 ;

xy D1 ;

xy H 0 x H 0 y 0 A2 ;

xz D2 ;

xz E0 x e0 x H 0 z HH HH EH EH (2) A ;

D ;

E E e H 0 x 0 A4 ;

EH EH EE ee.

0 3 zx 3 zx 0x 0z xy 0x 0x 0 y В отличие от случая (1), тут дрейф возможен и в переменном чисто электрическом поле ( e0 x e0 y ) при наличии составляющей постоянного электрического поля E0 E0 x,0,0. В окрестности резонансной частоты 1 скорость дрейфа составляет 13,5 см/с при E0 x 5 ед.СГСЕ и амплитуде переменного поля e0 x e0 y 0,1 ед.СГСЕ.

Скорость дрейфа в скрещенных переменных электрическом и магнитном полях в этом случае может достигать 8,1 м/с.

[1] Пятаков А.П. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики / А.П. Пятаков, А.К. Звездин // УФН. – 2012. – Т. 182, № 6. – С. 593-620.

ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ [(Na0,5Bi0,5)1-хBах](Ti1-уZrу)O3 – СИНТЕЗ И СВОЙСТВА Гусакова Л.Г., Ищук В.М., Кисель Н.Г., Спиридонов Н.А.

Научно-технологический центр «Реактивэлектрон» НАН Украины, Украина, г. Донецк, e-mail: gusjane@front.ru Титанат натрия-висмута (Na0,5Bi0,5)TiO3 (NBT) является ярко выраженным сегнетоэлектриком и представляет реальный интерес для получения пьезоэлектрической керамики нового поколения. Сегодня абсолютное большинство пьезоэлектрических керамических материалов производится на основе твердых растворов цирконата-титаната свинца (ЦТС). Однако из-за содержания свинца (высокотоксичного компонента) они не отвечает современным нормам экологической безопасности. Поэтому в последние годы резко возрос интерес к изучению бессвинцовых оксидных систем, среди которых наиболее перспективными для практического использования являются твердые растворы на основе NBT. Главным недостатком этих материалов является низкий (значительно ниже, чем у ЦТС материалов) уровень пьезоэлектрических параметров и низкие температуры разрушения дипольно–упорядоченного полярного состояния. Решение указанных проблем за счет замещение в кристаллической решетке титаната натрия–висмута (структура перовскита АВО3) узлов А ионами разного сорта не приводит к положительным результатам. В данной работе представлены результаты исследования системы [(Na0,5Bi0,5)1-хBах](Ti1-уZrу)O3, где х изменяется от 0 до 0.4, а y – от 0 до 1,0.

Изучены процессы синтеза и спекания, определены оптимальные условия получения однофазных продуктов и построены фазовые диаграммы в системе оксидов (карбонатов) для титаната и для цирконата натрия-висмута, а также их твердых растворов, содержащих барий. Изучены диэлектрические свойства. Проведены исследования фазовых переходов по установлению диаграммы фазовых дипольно– упорядоченных состояний указанных твердых растворов. Показано, что твердофазный синтез твердых растворов в этой системе характеризуется многостадийностью и сопровождается образованием промежуточных продуктов реакции, в частности, образованием цирконата бария BaZrO3 уже при температуре обжига 700 оС (отдельно BaZrO3 синтезируется при температурах 1500 оС и выше). По мере увеличения в NBT содержания Ва (замещение в подрешетке А) температура синтеза однофазных твердых растворов повышается. По сравнению с (Na0,5Bi0,5)ZrO3 Ва снижает температуру начала твердофазного синтеза. С увеличением содержания Zr (замещение в подрешетке В) температурная область существования твердых растворов сужается, и получить однофазный (Na0,5Bi0,5)ZrO3 не удается. Это обусловлено более высокой летучестью оксида натрия (при малой лету чести оксида висмута) за счет разрыхления решетки NBT при замещении узлов А и В ионами Ва и Zr соответственно. Структурный рентгеновский анализ показал, что замещение титана цирконием в твердых растворах [(Na0,5Bi0,5)0.80Bа0.20](Ti1-уZrу)O3 приводит к возрастанию размеров элементарной кристаллической ячейки. Зависимость среднего параметра решетки, определенного в псевдокубическом приближении, от содержания титана является линейной.

Температура параэлектрического фазового перехода слабо повышается с ростом содержания циркония в твердом растворе, тогда как температура перехода между сегнето- и антисегнетоэлектрическим состояниями снижается. Последнее говорит в пользу того, что в твердых растворах на основе NBT, как и в хорошо изученных твердых растворах на основе цирконата–тината свинца, природа изменения относительной стабильности низкотемпературных дипольно–упорядоченных фаз определяется размерным механизмом. Цирконий также приводит к смещению морфотропной области y–T диаграммы в сторону большего содержания бария.

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА БИНАРНЫХ ТВЁРДЫХ РАСТВОРОВ ОДНООСНЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ Н.В. Евстигнеева Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого, Россия, Великий Новгород, Nadya1203.89@mail.ru Точно решаемая решеточная модель с бесконечным радиусом межатомных взаимодействий применена к тврдым растворам одноосных сегнетоэлектриков.

Получены аналитические выражения для термодинамических функций смешения квазибинарного тврдого раствора одноосных сегнетоэлектриков. Исследована зависимость энтропии смешения от состава и температуры в некоторых предельных случаях. Гамильтониан квазибинарного раствора в присутствии однородных внешних полей имеет вид:

J N1 J N2 J N1, N 2 N1 N H = 11 Si(1) S (j1) 22 Si( 2) S (j 2) 12 Si(1) S (j 2) h1 Si(1) h2 Si( 2), 2 i, j 1 2 i, j 1 2 i, j 1 i 1 i где J ij, – не зависящая от расстояния энергия взаимодействия между частицами i i - го и j - го сортов. N i, — число диполей i - го типа, имеющих проекции дипольного момента на выделенное направление ij, hi — внешнее поле, действующее только на диполи i - го типа, S i( ) i( ). В случае межатомных потенциалов бесконечного радиуса эта модель допускает точное решение. Это позволяет найти термодинамические функции системы и в частности термодинамические функции смешения. Найдена статистическая сумма этой системы диполей. Получено интегральное представление статистической суммы. Этот интеграл вычислен методом перевала, так как его подынтегральная функция содержит большой параметр N, (число диполей). Найдено представление для свободной энергии Гельмгольца в расчте на один диполь в термодинамическом пределе.

Параметр порядка (среднее значение дипольного момента) выражается через логарифмическую производную статистической суммы по внешнему полю. В случае квазибинарной системы параметр порядка состоит из двух составляющих поляризаций относящихся к компонентам раствора. Исключением координаты точки перевала получена свободная энергия, выраженная через параметры порядка.

Определена энтропия смешения квазибинарной системы. В отличие от модели идеальных растворов энтропия смешения существенно зависит от параметра взаимодействий J ij.В случае, когда температура ниже критической наблюдается асимметричная зависимость энтропии смешения от концентрации (см. рисунок).

Наибольшее отклонение от идеальных растворов наблюдается в случае, когда один из параметров порядка значительно отличается от другого (кривая №1).

КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД РЭМ И АСМ: СТРУКТУРА КРИСТАЛЛОВ LiNbO Ефремова П.В., Педько Б.Б., Кузнецова Ю.В.

Тверской государственный университет, РФ, г. Тверь p-efremova@yandex.ru В ходе работы проведено комплексное исследование структуры монокристаллов ниобата лития (НЛ) методами АСМ и РЭМ. Впервые изучена реальная структура НЛ методом АСМ непосредственно после воздействия электронного пучка РЭМ.

Исследовались образцы чистого LiNbO3, а также с примесями Mn, Cr, Ti. В процессе исследования образцов НЛ на РЭМ была выявлена доменная структура трх основных типов. На полярных (z-) срезах были обнаружены микродомены размером до 10 мкм и макродоменные комплексы, формирующие так называемую «домен оболочку» и «домен-чашу», форма которых определяется осью вращения при выращивании кристаллов методом Чохральского. Фиксировались микродомены, проявляющиеся в виде «светлых» микрообластей. По мнению авторов, такая картина связана с клинообразной формой заряженных доменных стенок в виде конуса, уходящего в объм кристалла. Замечено, что сканирование электронным лучом области расположения микродомена повышает контрастность наблюдаемой картины. На неполярных (x-) срезах обнаружены домены в виде полос с периодом порядка 110мкм.

Прямым указанием на то, что эти структуры — домены, являются результаты травления, проведнного авторами ранее. Помимо доменной структуры на полярных срезах выявлялась микроразмерная структура, которая может быть связана как с микродоменами, так и со структурными дефектами.

В ходе эксперимента изучены возможности воздействия электронным пучком на проявление доменной структуры кристалла НЛ. Установлено, что сканирование электронным лучом поверхности кристалла изменяет наблюдаемые с помощью РЭМ картины поверхности НЛ, проявление которых определяется дефектной и доменной структурой кристалла и связанно с ростовыми и термически наведнными внутренними локальными электрическими полями. Воздействия электронного луча изменяет потенциальный рельеф приповерхностных областей НЛ и условия экранирования внутренних электрических полей. Наблюдаемые РЭМ картины могут изменяться вплоть до исчезновения из-за полной компенсации локальных электрических полей при высокой концентрации носителей заряда (электронов), возникающей при облучении электронным лучом. Указанное явление исчезновения доменной структуры при длительном наблюдении методом РЭМ в НЛ обнаружено ранее авторами [1].

В то же время кратковременная (однократная) обработка поверхности полярного среза кристаллов НЛ электронным лучом РЭМ изменяет условия экранирования доменов и заряженных дефектов, которые в этом случае могут наблюдаться методами, основанными на обнаружении заряженных состояний. При наблюдении методом АСМ полидоменной поверхности сегнетоэлектрических кристаллов с «квазиравновесным»

экранированным состоянием выявить доменную и дефектную структуру весьма затруднительно. После обработки поверхности РЭМ авторам работы удалось наблюдать доменную и дефектную структуру НЛ методом PFM AFM, которая не выявлялась этим методом ранее. Таким образом, предварительное воздействие электронным лучом позволяет выявить дефектную, доменную структуру НЛ при последующем изучении поверхности методом АСМ (PFM). Результаты воздействия электронного луча со временем релаксируют, однако изменения наблюдаемой картины микродоменной структуры монокристаллов НЛ после воздействия электронным пучком на полярных срезах может сохраняться длительное время.

Фрегатов С.О., Шерман А.Б.// ФТТ, 1999, т. 41, вып. 3, с. 510-512.

1.

УПРАВЛЕНИЕ ФОРМОЙ ГИСТЕРЕЗИСНЫХ КРИВЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ С ПОМОЩЬЮ ПЕРЕМЕННОГО ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ А.Ю. Захаров 1, М.И. Бичурин 1, S. Priya 2,Y. Yongke Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого, Великий Новгород, Россия, Anatoly.Zakharov@novsu.ru CEHMS, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia, USA Для описания процессов переключения в одноосных кристаллических сегнетоэлектриках с учтом переменного внешнего управляющего поля использованы уравнения релаксации из метастабильных состояний в равновесные термодинамические состояния. Показано, что форма гистерезисных кривых сегнетоэлектрических материалов предопределяется двумя функциями:

1. Зависимостью вероятности распадов метастабильных состояний от напряжнности внешнего электрического поля E.

2. Зависимостью управляющего внешнего поля от времени E t.

Найдены точные аналитические решения уравнений при произвольных функциях E и E t. Выполнены численные расчты гистерезисных кривых в безразмерных переменных для модельных выражений функции E и синусоидального внешнего поля. Показано, что форма гистерезисных кривых существенно зависит от амплитуды и частоты управляющего поля. На рис.1 показана эволюция формы петель гистерезиса кристаллического одноосного сегнетоэлектрика с изменением частоты управляющего поля. Увеличение частоты приближает форму петли гистерезиса к прямоугольной.

Рис.1. Зависимость формы гистерезисной кривой от частоты управляющего поля. На оси абсцисс – безразмерное управляющее поле, на оси ординат – безразмерная поляризация сегнетоэлектрика. Сплошная, штриховая, штрих– пунктирная и пунктирная линии соответствуют частотам внешнего поля 0.25, 1.0, 4.0, 16.0.

ВЫБОР СОСТАВОВ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ ЦТС ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА И ИСПОЛЬЗОВАНИИ В ПЬЕЗОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ Комаров В.П., Бушная А.Н., Пересадченко А.Н., Лавриненко Н.М.

Научно-технологический центр «Реактивэлектрон» НАН Украины, Украина, Донецк Широкий спектр использования диэлектрических полупроводниковых, магнитных материалов и элементов на их основе обусловлен уникальным сочетанием электрофизических и физико-механических параметров, находящих применение в современной технике.

Возрастающая тенденция в электронике к использованию монолитных твердотельных элементов, их миниатюризации требует поиска новых способов преобразования переменных электрических и магнитных полей (исследование магнитоэлектрического (МЭ) эффекта в феррит-пьезоэлектрических композитах), а также эффективных самовозобновляемых источников энергии с использованием пьезокерамических элементов (пьезогенераторов).

Возникновение МЭ-эффекта обусловлено механическим воздействием магнитострикционной и пьезоэлектрической подсистем, причем многослойные композиционные структуры открывают широкие возможности для формирования характеристик МЭ взаимодействия. Величиной эффекта можно управлять за счет выбора материала слоев, геометрических параметров структуры, с помощью внешних электрических и магнитных полей. В данной работе проведено экспериментальное исследование и сравнительный анализ величины МЭ-эффекта в двухслойных МЭ структурах, состоящих из попарных слоев «сегнетомягкой» (ЦТССт-2, ЦТССт-9), «средней жесткости» (ЦТСтБС-2), «сегнетожесткой» (ЦТНС-3, ЦТССт-3) пьезокерамики и «магнитомягкого» (2500 НМ, 6000 НМ, 600 НМ), «магнитожесткого»

(6 БА 240) ферритовых образцов.

Установлено, что в двухслойных феррит-пьезоэлектричеких композитах величина напряженности электрического поля, возникающего на обкладках пьезоэлектрического слоя, возбуждаемого магнитным полем (где f – частота низкочастотного резонанса пьезоэлемента) достигает максимальных значений (увеличение в 150 раз) в МЭ-структурах, состоящих из «сегнетомягкой» пьезокерамики (ЦТССт-2) и образцов из «магнитомягкого» NiZn-ферритового материала состава (Fe2O3 – 66,5 %;

NiO – 11,0 %;

ZnO – 22,5 %).

В двухслойных МЭ-структурах, состоящих из «сегнетожесткой» пьезокерамики (ЦТССт-3) и образцов «магнитомягкого» NiZn-ферритового материала увеличение напряженности электрического поля на обкладках пьезоэлектрического слоя, возбуждаемого магнитным полем, не превосходит 15 раз.

В работе также проведены исследования, связанные с использованием прямого пьезоэффекта с целью выделения электрической энергии и применения пьезокерамики в пьезогенерирующих устройствах. Для этого были разработаны и изготовлены различные материалы и ПКЭ системы ЦТС, использование которых в разработанной и созданной установке позволило преобразовывать механические воздействия в электрические сигналы.

Экспериментально установлено, что ПКЭ из «сегнетомягкого» материала ЦТССт-2 развивают максимальную мощность в установке для тестирования пьезокерамических материалов (N = 2,510-9 Вт), которая по сравнению с мощностью, развиваемой ПКЭ других материалов (ЦТССт-3, ЦТНС-3, ЦТСтБС-2) выше на порядок.

КОМПОЗИЦИИ СИСТЕМЫ SrO-Al2O3-Cr2O3 – ОСНОВА СОЗДАНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ Корогодская А.Н., Шабанова Г.Н.

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина, Харьков, korogodskaya@yandex.ru Изучение субсолидусного строения многокомпонентных оксидных систем приобретает в настоящее время первостепенное значение в связи с разработкой на основе их композиций полифункциональных материалов специального назначения.

Проведение таких исследований значительно уменьшает объем экспериментальной части, позволяет прогнозировать минералогический состав получаемых материалов и, как следствие, предопределять наличие специальных физико-механических и технических свойств.

Решение таких проблем в технологии тугоплавких неметаллических материалов делает все более актуальным теоретическое изучение процессов, лежащих в основе их получения и эксплуатации. С этой точки зрения большое значение имеет термодинамический метод исследования, который позволяет не только однозначно определять энергетические параметры процессов фазообразования и синтеза таких материалов, но и совместно с изучением скорости и механизма переноса вещества получать необходимые данные по рациональному управлению технологическими процессами получения разнообразных материалов.

Трехкомпонентная система SrO-Al2O3-Cr2O3 представляет интерес с точки зрения получения на основе ее композиций коррозионностойких огнеупорных вяжущих специального назначения. Возможность разработки таких материалов обусловливается наличием в системе фаз, обладающих высокой огнеупорностью до 2000°С при одновременном наличии высоких гидравлических свойств (алюминаты стронция), а также устойчивостью к одновременному воздействию высоких температур и коррозионных расплавов (хромит стронция).

Полного субсолидусного строения системы SrO-Al2O3-Cr2O3 в изученной литературе не обнаружено. Бинарные системы, входящие в состав указанной трехкомпонентной системы, изучены достаточно полно. Исследования различных авторов выявили, что в системе SrO-Al2O3 существует 5 термодинамически стабильных соединений: SrAl12O19, SrAl4O7, SrAl2O4, Sr3Al2O6 и Sr4Al2O7. В системе SrО-Cr2O существует только одно соединение SrCr2O4.

Таким образом, наличие в трехкомпонентной системе SrO-Al2O3-Cr2O бинарных соединений и отсутствие тройных соединений предопределяет ее разбиение по результатам расчета направленности протекания 15 основных реакций на элементарных треугольников, значительно отличающихся между собой по геометро топологическим характеристикам. С точки зрения получения вяжущих материалов специального назначения представляет интерес элементарный треугольник, ограниченный фазами SrAl2O4, Sr3Al2O6 и SrCr2O4. Соединения, входящие в состав данного треугольника отличаются высокой гидравлической активностью (SrAl2O4 и Sr3Al2O6), а также устойчивостью к одновременному воздействию высокой температуры и шлаковых расплавов (SrCr2O4). Значительная площадь существования данного треугольника в системе и высокие значения вероятностей существования фаз, входящих в состав треугольника позволяют предполагать, что на основании его композиций возможно получение вяжущих материалов специального назначения с комплексом стабильных эксплуатационных характеристик.

СТРУКТУРИРОВАННЫЕ КАЛЬЦИЙФОСФАТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОМПОЗИТЫ НА ИХ ОСНОВЕ Кривилева С.П., Рассоха А.Н.

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина, Харьков, rassan@kpi.kharkov.ua Современное биоматериаловедение требует развития методов управления взаимосвязью «состав-структура-свойства» при получении искусственных заменителей твердых тканей скелета. Необходимым условием проявления биологической активности материала по отношению к живой ткани кости или суставного хряща является присутствие в составе материала оксидов кальция и фосфора (составляющих основу минеральной части кости), заданный уровень растворимости материала (обеспечивающий диффузию ионов кальция и фосфора из материала имплантата в среду живого организма), образование на поверхности материала переходной аморфно кристаллической зоны (включающей поликристаллический слой с апатитоподобной структурой, близкой к структуре костного гидроксилапатита), протекание на поверхности материа-ла биохимических процессов (с участием коллагена, протеинов, макрофагов, обусловливающих остеогенез в переходной зоне). Синтез кальцийфосфатных материалов биомедицинского назначения осуществляли твердофазовым спеканием при температурах 1000-1300°С (сухим способом), путем химических реакций осаждения из водных растворов (мокрым способом), химическим взаимодействием при повышенных температурах и давлениях (гидротермальным способом) с последующей обработкой по керамической технологии (обжиг суспензий, отпрессованных аморфных или кристаллических порошков, горячее прессование). Это позволило получить пористые спеченные материалы с регулируемой микроструктурой (управляемым размером кристаллов и их ориентированным положением) и макроструктурой (пористостью). Вопрос о регулировании пористости имеет особое значение в связи с возможностью управления сроками срастания материала с живой костью вследствие прорастания костной ткани в поры материала. Размер остеобластов (клеток костной ткани) оценивают примерно в 100 мкм, поэтому для обеспечения прорастания материал должен иметь открытую (канальную) пористость с размером пор более 100 мкм. Важно также наличие внутренних пор. Превращение Са3(РО4)2 в гидроксилапатит (нестехиометрического состава) в организме протекает без участия ионов Са2+ по формуле:

3Са3(РО)4 + 2Н2О Са9Н2(РО4)6(ОН)2.

При этой реакции изменение объема составляет 4,9%, поскольку в дефектной структуре гидроксилапатита дефицит Са(ОН)2 заменяется водой. При невозможности расширения объема в окружающее пространство вынуждено происходит разрушение структуры, что приводит к ослаблению механической устойчивости имплантата.

Необходимую структуру обеспечивает подобранный температурно-временной режим спекания и гранулометрический состав кальцийфосфатных материалов, а также вид и концентрация используемых полимерных связующих в составе гибридных органо неорганических композитов на их основе. Поскольку пористые биоматериалы характеризуются более низкой механической прочностью, для ее повышения, как и для изменения характера разрушения биоактивную керамику армировали как внутрифазно, так и дисперсными частицами и монокристаллами, а также внутри органо неорганического композита (в его межфазном слое и полимерной матрице).

Разработанным материалам присущ уникальный комплекс свойств, обеспечивающий в первую очередь прорастание новообразованной костной ткани за счет регулирования их структуры: радиус пор в диапазоне 100-240 мкм и узкое распределение пор по размерам (поры от 100 мкм составляют более 78 % объема).

ПОВЕДЕНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ДИСПЕРСНОЙ СИСТЕМЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ДЕФОРМАЦИИ ПРОСТОГО СДВИГА Лавриненко Н.М.

Научно-технологический центр «Реактивэлектрон» НАН Украины, Украина, Донецк office.re@nas.gov.ua В работе исследовались структурно-механические характеристики композиционных материалов при перемешивании: поведение дисперсной среды с наполнителем в виде зерен в форме шара или эллипсоида. В качестве модели использовалась трехфазная система: включение (зерно наполнителя)-оболочка матрица, находящаяся под воздействием деформации простого сдвига. Система в достаточной степени изолирована, так что граничные условия не оказывают на включение возмущающего воздействия. Взаимодействие между включениями считается пренебрежимо малым. Поскольку предполагается, что эффективная вязкость оболочки меньше эффективной вязкости матрицы, то оболочку можно считать слоем смазки. Это дает возможность рассматривать также и граничный случай, когда толщина слоя смазки стремится к нулю, но проскальзывание между включением и матрицей разрешено. В предположении плоских деформаций задача решается в двумерном случае. Включение имеет форму эллипса (рассматривается также и вырожденная круговая форма). Для численного моделирования процесса использовался метод конечных элементов, который позволяет изучать разную геометрию, нелинейные материальные свойства (неньютоновские жидкости) и конечные деформации.

Показано, что в отличие от круговых включений введение промежуточного слоя (слоя смазки) оказывает существенное влияние на кинематическое поведение эллиптического включения. Начиная с начального положения, параллельного сдвиговому течению, эллиптическое включение вращается в направлении противоположном течению простого сдвига. При увеличении сдвиговых деформаций включение достигает квазистатического наклона равного приблизительно 30 к сдвиговой плоскости. Этот наклон не является статическим из-за непрерывного движения жидкости промежуточного слоя по направлению к хвостам.

Таким образом, можно сделать следующие выводы:

1. Для всех характеристических отношений и реологических уравнений наблюдается одна и та же тенденция – при уменьшении вязкости промежуточного слоя увеличивается область обратных вращений на плоскости H.

2. При уменьшении вязкости промежуточного слоя меньше 1/1000 вязкости матрицы поведение включения становится нечувствительным к дальнейшему уменьшению вязкости промежуточного слоя.

3. Увеличение характеристического соотношения приводит к уменьшению угла квазистатического наклона.

4. Для материалов с ньютоновской реологией вязкость промежуточного слоя должна быть меньше вязкости матрицы для обеспечения вращения включения в противоположном сдвигу направлении (максимальная толщина промежуточного слоя должна быть 50 ).

5. Для неньютоновских материалов угол квазистатического наклона увеличивается.

6. Неньютоновское поведение промежуточного слоя приводит к установлению стабильности уже при различии эффективных вязкостей в раза.

КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Луцик В.И.1, Луцык В.И.2,4, Сидоренко В.А. Тверской государственный технический университет, Россия, Тверь Институт физического материаловедения СО РАН, Россия, Улан-Удэ ООО «Центр экспертиз и консультаций», Россия, Москва Бурятский госуниверситет, Россия, Улан-Удэ, vluts@ipms.bscnet.ru Отличия обычных материалов и материалов двойного применения могут состоять в количественном выражении их технических характеристик, которые определяются как измеряемыми параметрами, так и физико-химическими особенностями систем, в которых они формируются. И экспортер, и специалист таможни нуждаются в дополнительных сведениях для идентификации такой продукции. Так, например, в списки товаров и технологий двойного назначения (Lists of Dual-Use Goods and Technologies) [1-3], в отношении которых осуществляется экспортный контроль, включают металлические сплавы, порошки металлических сплавов и легированные материалы различных типов.

Качество сплавов Ni, Nb, Ti контролируется по ресурсу длительной прочности (10 000 часов) при напряжении (МПа) и температуре (°C), или по малоцикловой усталости (более 10 000 циклов) при температуре (°C) и максимальном напряжении цикла (МПа): сплавы Ni - 676 МПа, 650°C или 550 °C, 1095 МПа;

сплавы Nb - 400 МПа, 800 °C или 700 °C, 700 МПа;

сплавы Ti - 200 МПа, 450 °C или 450 °C, 400 МПа.

Сплавы алюминия контролируются по пределу прочности при растяжении:

больше 240 МПа при 200 °C или больше 415 МПа при 25 °C, а магния - по пределу прочности при растяжении больше 345 МПа и по скорости коррозии в 3-процентном водном растворе хлорида натрия менее 1 мм в год (по методике ASTM G-31).

Контроль алюминидов никеля и титана осуществляется по содержанию алюминия (15-38 вес.% - в системе Al-Ni и более 10 вес.% - в системе Al-Ti) и по наличию дополнительного легирующего металла. Требования к содержанию алюминия соответствуют областям существования интерметаллических соединений на диаграммах состояния бинарных систем.

Порошки сплавов контролируются по изготовлению в контролируемой среде с использованием одного из нижеследующих процессов: а) вакуумное распыление;

б) газовое распыление;

в) центробежное распыление;

г) скоростная закалка капли;

д) спиннингование расплава и последующее измельчение;

е) экстракция расплава и последующее измельчение;

ж) механическое легирование.

Мнение о том, что «экспериментальный поиск новых поликомпонентных металлических материалов фактически исчерпан» [4, с. 170], оказалось некорректным.

Достаточно сослаться на МАХ-фазы [5], которые сочетают в себе лучшие свойства металлов и керамик: обладают высокой тепло- и электропроводностью и низкими коэффициентами трения, высокой жесткостью в сочетании с низкой плотностью и большой стойкостью к повреждениям, сохраняют эти свойства при высоких температурах, характеризуются высокой термостойкостью и стойкостью к окислению, легко обрабатываются. Доклад содержит примеры (общее описание материалов, военное и гражданское применение, основные производители, внешний вид).

1. http://www.dsecu.gov.ua/control/uk/publish/article?art_id=47409&cat_id= 2. http://www.wassenaar.org/controllists/ 3. http://portal.tpu.ru/departments/head/science/export/control/Tab/spisok_tovar.pdf 4. Сыркин В.Г. Материалы будущего: О нитевидных кристаллах металлов. М.:

Наука, 1990. 192 с.

5. http://en.wikipedia.org/wiki/MAX_phases НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛИАЗОМЕТИНОВ Малинина З.З.1, Малинина Т.Ю.2, Малинин Ю.Ю.3, Тицкий Г.Д. Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Украина, Макеевка, mailbox@dgasa.donetsk.ua Донецкий национальный университет, Украина, Донецк Донецкое областное клиническое территориальное медицинское объединение, Украина, Донецк Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко НАНУ, Украина, Донецк Изучение реакции конденсации замещенных ароматических альдегидов с низко и высокомолекулярными ароматическими аминами в органических растворителях представляет практический интерес в связи с получением полиазометинов, широко используемых в качестве структурноокрашенных полимеров и комплексообразователей.

В работе исследована скорость образования низкомолекулярных и полимерных азометинов в зависимости от электронного влияния заместителей и числа азометиновых звеньев полимера.

В качестве примера можно привести результаты изучения кинетики конденсации бензальдегида (Ба) и его замещенных (4-NО2, 4-N(СН3)2) с анилином (Ан) в толуоле и с добавками уксусной кислоты (ОК) при 400С спектрофотометрическим методом.

Реакция в толуоле отвечает кинетическому уравнению второго порядка. В условиях катализа уксусной кислотой при соотношении реагентов [Ан][ОК][Ба] доказано, что порядок по анилину изменяется от первого до нулевого, по уксусной кислоте – от первого до второго.

Аналогичная картина наблюдается также в случае 4-замещенных бензальдегидов. При этом скорость каталитической реакции описывается суммарным выражением (1):

dx k 0 Ан Ба kок Ан Ба OK k 2ок Ан Ба OK, (1) d kн = k Кр [Ан] [ОК]2 /(1 +Кр [Ан]). (2) Предположена стадийная схема катализа исследуемой реакции уксусной кислотой (3): К1 Aн, К2 ОК, k Ба + ОК (Ба ОК) (Ба Ан) Продукт (3) Проведен корреляционный анализ отдельных стадий некаталитической реакции и каталитического процесса.

Для полимерных азометинов изучена кинетика взаимодействия поли–4– и поли– 3–аминостиролов с салициловым альдегидом и его производными (3 – СН3;

4 – СН3;

5 – СН3;

3 – С1;

5 – С1;

3 – Вr;

4 – Вr;

5 – Вr;

3,5 – С1, С1) при t = 80, 90, 100С в диметилформамиде в присутствии п–толуолсульфокислоты в качестве катализатора.

Контроль скорости образования продуктов реакции и расчет их звеньевого состава (в том числе содержания азометиновых звеньев в продуктах модификации исходных полиаминостиролов) осуществляли по азоту.

Установлено, что процентное содержание азометиновых звеньев в полиазометинах (точнее соотношение среднего значения процентного содержания азометиновых звеньев () в замещенном и незамещенном полимерах, полученных для реакции взаимодействия полиаминостиролов с замещенными салицилового альдегида в интервале 0-150 мин при t = 100°С) коррелирует с – константами Гамета.

SINTERING KINETICS MODELING OF АВО3 PEROVSKITE NANODISPERSED POWDERS Pogibko V.

NTC Reaktivelektron Public Institution of the NAS of Ukrain, Ukraine, Donetsk office.re@nas.gov.ua The recent year’s studies have shown that during a ceramic structure elements transition from the microscale to the nanoscale, effects occur that change the physical and chemical properties of materials, while maintaining their basic chemical composition. The use of nanotechnology techniques at all stages of the technological process of the piezoelectric elements production and first of the nanosized materials sintering makes it possible to control the microstructure and, as a consequence, the functional ceramic electrophysical properties.

A mathematical model of the nanostructural and microstructural elements evolution and of the ceramic material shrinkage during the sintering was developed based on the sintering theory and nanostructured powders specifics, taking into account two types of porosity and voluminal self-diffusion equations.

Our proposed model is based on the assumption that there is an equivalent contribution of the crystallites boundaries to the overall structure of the grain sintering contact neck (Fig. 1).

Fig. 1. Grain structure of nano- and microdispersed powders: a – nanoparticle, b – structureless microparticle with dislocations on the boundary, c – nanostructural microparticle, d – sintering boundary.

Submicroscopic studies indicate that during the sintering, these processes lead to the formation of an enlarged microcrystalline grain structure. We emphasize that such grains appear not as a result of normal growth of the initial nanocrystalline particles, and as a result of their reorientation and integration. As a result, the microstructure of the sintered samples includes both the nanoscale (dc) crystallites separated by low-angle boundaries and genetically related to the initial particles of nanocrystalline powders and separated by grain boundaries with large angles or even with sub-micron size (dg). The nanosized crystallites are experimentally defined as coherent scattering regions.

As a rule, there are foreign phases in ceramic materials during their thermal synthesis.

For example, barium polytitanates and orthotitanates (Ba2TiO4, BaTi2O5, BaTi4O9) are found in barium titanate. The ceramics microheterogeneity leads to a waste increase in the piezoelectric elements production. Therefore, during ceramic synthesis of microdispersed powder, it is necessary to increase the temperature and duration of the heat treatment with all the negative sequential consequences for the further stages of the piezoelectric elements manufacturing – milling and sintering.

When using nanopowders this problem is greatly simplified.

ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА НА СТРУКТУРУ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК ZnO:Ga, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ А.Е. Покинтелица, Н.С. Щеглова, В.А. Ступак, А.Н. Троцан Донецкий национальный университет, Украина, Донецк, arpok@i.ua Оксид цинка (ZnO) – широкозонный полупроводник группы соединений AIIBVI.

Стабильные, химически инертные, прозрачные в видимой и ближней ИК областях спектра пленки ZnO широко применяются в качестве низкоомных слоев в электрохромных устройствах и фотоэлектрических преобразователях.

Оптико-электрические характеристики пленок оксида цинка меняются при легировании материала атомами металлов, металлоидов и неметаллов. Легирование оксида цинка элементами III группы, а именно алюминием, галлием, индием, позволяет получать пленки с высокой проводимостью n-типа. Таким образом, тонкие пленки легированного галлием оксида цинка (ZnO:Ga) представляют собой недорогую альтернативу прозрачным проводящим покрытиям на основе оксида индия-олова (ITO).

Магнетронный метод распыления считается наиболее эффективным при получении тонких пленок с заданными характеристиками. Для изучения влияния примесей и структурных дефектов, которые являются причиной многих оптических и электрических изменений, используется отжиг образцов. В процессе отжига изменяется физическая структура пленок, однако, атмосфера и адсорбированные примеси могут менять также и состав образцов.

Целью данной работы является исследование влияния отжига на структуру, оптические и электрические свойства тонких пленок ZnO:Ga, осажденных методом магнетронного распыления на стеклянные подложки. Исследуемые образцы получали на установке ВУП-5М с оригинальным блоком импульсного питания магнетронной приставки. Покрытия осаждались на стекло в атмосфере аргона при различных режимах питания магнетрона (униполярном и биполярном). В униполярном режиме нанесения покрытий также менялся потенциал на подложке. Распыляемой мишенью служил керамический диск ZnO+Ga2O3 (3,5 at%). Толщина пленок измерялась при помощи микроинтерферометра МИИ-4, оптические исследования проводились на спектрофотометре СФ-4 (диапазон длин волн 400-1200 нм), структура исследовалась с помощью рентгеновского дифрактометра ДРОН-4.

Были получены спектры пропускания, а также дифрактограммы тонких пленок ZnO:Ga на стеклянных подложках. Проведена сравнительная характеристика полученных результатов до и после отжига. Отжиг проводился при температуре 400°C в условиях низкого вакуума в атмосфере, содержащей остаточный воздух.

Длительность отжига составляла 40 мин. Анализ дифракционных спектров показал, что пленки, полученные в импульсном униполярном режиме осаждения, являются текстурированными нанокристаллическими с гексагональной структурой и преимущественной ориентацией оси c перпендикулярно плоскости подложки. Отжиг образцов приводил к увеличению размеров областей когерентного рассеяния, а также к уменьшению параметра решетки c. В свою очередь пленки, полученные в биполярном режиме, не имели выраженной текстуры и были в большей степени рентгеноаморфными. На основании данных оптических исследований можно сделать вывод, что сдвиг края поглощения в коротковолновую область спектра в результате отжига, коррелирует с увеличением площади под пиком кривых спектров пропускания в области 500-900 нм. Отжиг увеличивает проводимость и пропускание пленок, что можно объяснить появлением кислородных вакансий в решетке ZnO:Ga и, следовательно, изменением концентрации носителей заряда.

ВЫРАЩИВАНИЕ КРУПНЫХ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ЖИДКОСТЬ – ВОЗДУХ Постников В.А.1, Чертопалов С.В.2, Троцан А.Н. -Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, кафедра физики и физического материаловедения, Макеевка, Украина, E-mail: postva@yandex.ru -Донецкий национальный университет, физико-технический факультет, кафедра нанофизики, E-mail: chertopalovsv@gmail.com Среди величайшего многообразия органических материалов особую роль играет класс ароматических веществ, в кристаллах которых за счет значительного межмолекулярного -сопряжения проявляются уникальные оптические и полупроводниковые свойства. Однако теория и практика кристаллизации органических веществ в сравнении с неорганическими материалами еще слабо развита и нуждается в разработке оригинальных методов и подходов. В настоящей работе сообщается о получении крупных монокристаллических пластин нафталина С 10Н8, дифенила С12Н10 и антрацена CH (рис.).

Рис. Монокристаллические пластины нафталина (а) и дифенила (б).

Разработана методика сверхбыстрого (1-3 суток) получения монокристаллических пластин размером до 40 мм и толщиной до 500 мкм на межфазной границе жидкость – воздух из смеси хорошего (растворитель) и плохого (антирастворитель) растворителей. Морфология и качество поверхности полученных кристаллов исследовались методами оптической микроскопии. Поверхность пленки, обращенная при росте к воздуху, имеет молекулярно-гладкие области, с относительно низким количеством дефектов (трещин, ступеней роста и др.), в сравнении с нижней поверхностью. Рост кристаллов в основном происходит на торцах и на нижней грани (обращенной в раствор) как за счет винтовых дислокаций, так и по островковому механизму. С помощью рентгено-дифракционного метода установлено, что полученные монокристаллы имеют моноклинную сингонию с параметрами решетки a=8,23, b=6,0, c=8,66, =122°55 и ориентированы плоскостью (001) параллельно границе раздела «жидкость-воздух». Исходя из представлений о поверхностной активности ароматических веществ, предложен механизм зарождения кристаллов на поверхности жидкой фазы. Процесс образования и роста кристаллов в данном случае можно отнести к явлению адсорбции на межфазной границе «жидкость – воздух» и вероятно связан с предварительным образованием монослоев Ленгмюр – Блоджетт. Для данных условий среды с учетом температурного и концентрационного факторов разработана термодинамическая модель образования плоского кристаллического зародыша.

ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОКРАТНОГО ХОЛОДНОГО ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАНГАНИТОВ Прилипко С.Ю., Акимов Г.Я.

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Украина, Донецк, suprilipko@mail.ru Целью данной работы было получение нанокристаллических порошков манганитов лантана с использованием холодного изостатического прессования для интенсификации низкотемпературного синтеза этих материалов [1].

Нитраты лантана, стронция и марганца смешивались в соответствии с формулой (La0,65Sr0,35)0,8Mn1,2O3, и осаждалась в растворе карбоната аммония, взятого в избытке.

Образовавшийся осадок, фильтровался на бумажном фильтре и сушился при 100 150°C. Холодное изостатическое прессование (ХИП) проводилось давлением 1 ГПа.

Далее проводился синтезирующий отжиг при температуре 600С в течение 5 ч. После этого спрессованные образцы растирались, снова прессовались при 1 ГПа и обжигались на протяжении 5 ч. После 3-х циклов прессования и термообработки рентгеновский анализ не выявил присутствия исходных компонентов. Средний размер кристаллитов определялся при помощи TEМ и составлял 30±3 нм (рис. 1а).

Таким же способом был получен б а нанокристаллическоий порошок La0,7Mn1,3O3±. Выбор данного состава, объясняется его хорошими магнитоэлектрическими свойствами и при этом он является двухкомпонентной системой, что облегчает процесс Рис. 1. Микрофотография твердофазного синтеза при низкой манганита лантана состава (La0,65Sr0,35)0,8Mn1,2O3± (а) и La0,7Mn1,3O3± температуре. Температура синтеза составляла 450°C, что примерно (б).

соответствует температуре начала второй стадии разложения La(OH)3.

Совместное осаждение нитратов лантана и марганца проводилось в избытке раствора аммиака. Образовавшийся осадок, после фильтрования и сушки при 100– 150°C, прессовался ХИП давлением 1 ГПа. Синтезирующий обжиг проводился при температуре 450С в течение 6 часов. Далее спрессованные образцы растирались, подвергались ультразвуковому диспергированию, снова прессовались при 1 ГПа и обжигались на протяжении 6 часов. После 6 циклов прессования и термообработки рентгеновский анализ не выявил присутствия исходных компонентов. Средний размер кристаллитов полученного порошка составлял 6±1 нм (рис. 1б).

Таким образом, в результате проведенных исследований была разработана методика [2], при помощи которой были получены нанопорошки со средними размерами кристаллитов ~30 нм ((La0,65Sr0,35)0,8Mn1,2O3±) и ~6 нм (La0,7Mn1,3O3±).

Литература 1. Прилипко С.Ю., Тимченко В.М., Акимов Г.Я., Ткач В.И. Влияние холодного изостатического прессования на размер кристаллитов и синтез манганата лантана // Порошковая металлургия. – Киев. – 2008. – №5/6. – С. 26-30.

2. Патент 94832 Україна, МПК C04B 35/50, C04B 35/626, C04B 35/622. Спосіб отримання нанокристалічних матеріалів на основі манганата лантану / Прилипко С.Ю., Акимов Г.Я.;

ДонФТИ НАН Украины – № а 201000954;

заявл. 01.02.2010;

опубл.

10.06.11;

Бюл. № 11.

ПЬЕЗОКЕРАМИКА ДЛЯ СИЛОВЫХ УСТРОЙСТВ Прилипко Ю.С.

Донецкий национальный технический университет, Украина, suprilipko@mail.ru Широкая номенклатура изделий из пьезокерамики включает устройства для преобразования механических воздействий в электрические сигналы (прямой пьезоэффект), электрических величин в механические (обратный пьезоэффект), электрических величин в электрические (использование обратного и прямого пьезоэффектов). Керамика ЦТС, используемая в таких устройствах, должна обладать не только высокими значениями стандартных электрофизических свойств ( Т / 0, tg, d31, Кp, QM), но и высокой их стабильностью (температурной и полевой) во время эксплуатации. На примерах пьезокерамик ЦТССт – 3 и ЦТСтБС – 4 показано, что наиболее стабильными свойствами обладает керамика, состав которой сдвинут в тетрагональную область вблизи морфотропного тетрагонально-ромбоэдрического фазового перехода. Для изготовления такой пьезокерамики определяющим моментом является оптимальный вариант технологии, важнейшей задачей которого является получение материала строго заданного состава, в том числе с точно заданной нестехиометрией. Особенностью нестехиометрии ЦТС является весьма значительная протяженность области гомогенности по оксиду свинца ( – нестехиометрия) и весьма малая величина независимой нестехиометрии по кислороду ( – нестехиометрия).

Подавление неконтролируемых потерь достигается с помощью PbO атмосферосоздающих засыпок, а нестехиометрия по кислороду реализуется в фиксированной величине.На основании результате изменения 2 при PbO экспериментальных исследований выявлена четкая тенденция в поведении свойств в зависимости от: предыстории получения порошковых материалов (физико химического состояния сырья, активности шихты, условий синтеза, дисперсности и фазового состава порошка);

условий прессования полуфабрикатов;

используемых свинецсодержащих циркониевых засыпок;

скорости подъема температуры;

температуры, атмосферы и продолжительности спекания при оптимальной температуре;

сформированной микроструктуры;

металлизации и поляризации. Изучен процесс усадки заготовок различных форм и размеров и показано, что наивысшая интенсивность ее наблюдается в интервале температур 800-11000С. Приведены технологические преимущества спекания в кислородной атмосфере, позволяющей сгладить недостатки условий синтеза порошковых материалов, смягчить интенсивность усадки изделий, нивелировать недостатки одноосного прессования крупногабаритных изделий в пресс-формах, увеличивая тем самым производительность по сравнению с технологиями горячего и всестороннего гидростатического прессования.

Рассмотренный вариант интенсификации технологии получения пьезокерамики позволяет существенно влиять на технологические параметры, уровень и воспроизводимость электрофизических свойств, что способствует повышению эффективности ее использования в реальных устройствах различного назначения.

На базе усовершенствованной технологии разработаны пьезокерамические элементы для ультразвуковых пакетных преобразователей, реализующих кавитационные технологии в ультразвуковых ваннах, многоточечных системах распыления воды в парогенераторах, установках ферментного гидролиза древесины, уровнемерах – анализаторах, УЗ-системах подготовки топливо-воздушной смеси для двигателей внутреннего сгорания и т.д.

СТРУКТУРА И МОРФОЛОГИЯ ФАЗ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ СИНТЕЗЕ НАНОГИДРОКСИАПАТИТА В ПРИСУТСТВИИ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА(III) Северин А.В., Панкратов Д.А., Огородников Р.Л.

Химический факультет Московского Государственного Университета имени М.В. Ломоносова, Россия, Москва, severin@radio.chem.msu.ru Гидроксиапатит (ГАП) — является одним из наиболее часто используемых биоматериалов в костной хирургии, стоматологии и ортопедии (создание собственных имплантатов или покрытие поверхности металлических имплантатов). Известно, что возможные примеси переходных металлов в структуре ГАП способны заметно изменить его структурные и физико-химические свойства (например, такие как растворимость, термическая стабильность, магнитные свойства и механическая стойкость). Судя по данным литературы ионы железа(III) способны встраиваться в структуру гидроксиапатита, замещая кальций, а также образовывать адсорбционные гидратированные монослои на поверхности нанокристаллов или формировать собственную нанофазу. Такие композитные формы находят свое применение в качестве прекурсоров костной ткани, носителей магнито-активных частиц для терапии онкологических заболеваний или специфических нанокатализаторов.

В данной работе водный раствор, содержащий ионы железа(III) (~ 1% по массе для всех экспериментов), вводили на разных стадиях синтеза самого гидроксиапатита (в начало синтеза, после окончания синтеза и в ходе синтеза ГАП). Образующийся продукт исследовали методами РФА, трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) и мессбауэровской спектроскопией. Кроме того проводили термическую обработку полученных образцов варьируя время и температуру прогрева.

Было показано, что при введении относительно небольших количеств железа(III) на стадии завершения синтеза гидроксиапатита или после его завершения происходит как образование собственной нанофазы железа (упорядоченная форма), так и сорбция ионов железа на поверхности нанокристаллов ГАП (неупорядоченная форма), приводящее в первом случае к некоторому торможению их роста (результаты ТЭМ, мессбауэровской спектроскопии и локального рентгено-дисперсионного анализа). В результате сорбции образуются лабильные агрегаты ионных кластеров железа, теряющие свою подвижность при температуре жидкого азота. По данным РФА обе эти формы представляют собой, скорее всего гидратированный оксид (оксогидроксид) железа(III). При введении раствора железа(III) в начале синтеза ГАП наблюдается резкое изменение морфологии частиц суспензии (поскольку ионы железа начинают влиять не только на рост, но и на нуклеацию кристаллов), кроме того, образующаяся железосодержащая фаза отличается от двух предыдущих и представляет собой, очевидно, сильно гидратированный смешанный (или искаженный) Са-Fe-фосфат (например, состава CaFe12(PO4)8(OH)124H2O). Все полученные формы железа(III) не проявляют магнитного упорядочения, что может быть связанно как с их малыми размерами, так и с парамагнитной природой этих форм.

КЛАСТЕРООБРАЗОВАНИЕ В КОМПОЗИТЕ Cu60Fe40 ПРИ ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ Самойленко З.А.1, Ивахненко Н.Н.1,2, Пушенко К.И.1, Белоусов Н.Н.1, Конарева М.Д. Донецкий физико-технический институт Национальной академии наук Украины, Украина, Донецк Донецкий национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган Барановского, Украина, Донецк В настоящее время большое внимание уделяется исследованиям материалов с субмикроскопической структурой, сформированной воздействием интенсивной пластической деформации, что вызывает отличие их по своим свойствам от крупнокристаллических образцов. Образцы получены из порошковой смеси меди и железа состава (60:40 вес.%) в результате дробления и последующего твердофазного синтеза в планетарной мельнице САНД в течение t = 28 h. Деформация со сдвигом осуществлялась в наковальнях Бриджмена (P = 5 GPa) с последующей ступенчатой многократной прокаткой в фольгу до толщины 0.2 mm. Общая степень логарифмической деформации при получении Cu60Fe40 твердого раствора составляла e = 4.6. Обнаружено, что отжиг при Ta = 300oC вызывает активную релаксацию внутренних напряжений в деформированных образцах, о чем свидетельствует наименьшее среднее значение (2.86%) нормированной интенсивности диффузного рассеяния от кластеров исследуемых структур.

Температурный интервал отжига, Ta = 400oC – 600oC, характеризуется наибольшей активностью развития и изменения кластерной структуры, на что указывают наибольшие значения (~6%) нормированной интенсивности диффузного рассеяния от кластеров при усилении интенсивности в разных структурных группах, в зависимости от температуры отжига. В указанном интервале при более низкой температуре,Ta = 400oC, активизируются кластеры с большими межплоскостными расстояниями (d = 1.9 – 2.5), в окрестности семейства диагональных плоскостей (111) ГЦК фазы меди, с плотной упаковкой атомов. Увеличение температуры до Ta=500oС усиливает развитие кластеров с малыми межплоскостными расстояниями (d = 1.15 – 1.30), в окрестности семейства плоскостей (211) ОЦК фазы железа.

Обнаружен периодический характер влияния температуры отжига деформированных (e = 4.6) образцов Cu60Fe40 на формирование доминирующего кристаллографического упорядочения с периодом T = 400o для плоскостей (220) и (111) ГЦК фазы меди, разделенных особой точкой при T = 500oC, характеризующейся преобладающим упорядочением плоскостей (211) ОЦК фазы железа.

Выявлен пилообразный характер изменений интенсивностей диффузных максимумов во всем интервале дифракционных углов, соответствующих различным величинам межплоскостных расстояний, что означает неравномерность распределения элементов деформации в виде кластеров с мезоскопическим атомным порядком, сформировавшихся в результате пластической деформации и изменяющихся в результате последующего изотермического отжига внутри кристаллической структуры металлической системы Cu60Fe40с дальним (ГЦК и ОЦК) атомным порядком.

Замечено, что распределение размеров деформационных кластеров в зависимости от величины межплоскостных расстояний при увеличении температуры отжига деформированных образцов очень изменяется от экспоненциального o o (Ta = 200 - 700 С) к линейному (Ta = 800 С) типу, свидетельствуя о высокой плотности внутренних локальных искажений в элементах кристаллографической структуры исследуемой металлической смеси Cu60Fe40.

ПЕРЕСТРАИВАНИЕ ДАЛЬНЕГО И МЕЗОСКОПИЧЕСКОГОПОРЯДКОВ В МАНГАНИТОПЕРОВСКИТЕ (Nd0.7Sr0.3)1–xMn1+xO3 ± Самойленко З.А.1, Ивахненко Н.Н.1,2, Пушенко К.И.1, Пащенко В.П., Пащенко А.В.1, Ерофеева Н.О. Донецкий физико-технический институт Национальнойакадемии наук Украины, Украина, Донецк Донецкий национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган Барановского, Украина, Донецк Уникальную взаимосвязь магнитных и электрических свойств, проявляющуюся в редкоземельных манганитоперовскитах (РЗМП) в виде колоссального магниторезистивного (КМР) эффекта, связывают с нано- (или мезо-) структурной неоднородностью.

Керамические образцы (Nd0.7Sr0.3)1–xMn1+xO3 ± различных составов получали из заданных смесейпорошков после их измельчения и перемешивания в течение 2 ч, синтезирующего отжига при 1000°C (20 ч), повторногоизмельчения, прессования таблеток и их спекания при температурах (1200, 1430, 1500°C) в режиме медленного нагрева и охлаждения на воздухе.

Исследованы особенности атомной структуры манганитов (Nd0.7Sr0.3)1– xMn1+xO3± стехиометрического (x = 0) и нестехиометрического (x 0) составов, подвергнутых отжигу при различных температурах от 1200 до 1500°C. Показано, что атомный порядок исследуемых образцов представляет собой сосуществование трех структурных типов, различающихся размерами упорядоченных областей, аименно: 1) поликристаллов с дальним атомным порядком (103 );

2) кластеров с мезоскопическим порядком в виде фрагментов из семейств формирующихся плоскостей с размытыми границами с соотношением длины к толщине D/h = 10/3 прилинейных размерах кластеров D = 110-230 ;

3) разупорядоченных межкристаллитных и межкластерных областей, имеющих несовершенный ближний атомный порядок, нарушающийся на расстоянии, превышающем примерно три координационные сферы ( 6-10 ).

Процесс кластерообразованияпри изменении концентрации Mn и температуры отжига образцов (Nd0.7Sr0.3)1–xMn1+xO3 ± проявляется в изменении типа и объемной доли плоскостейс дальним атомным порядком, формирующих дебаевские линии;

изменении типа и объемной доли атомных группировок с мезоскопическим порядком в виде слоев из фрагментов плоскостей (кластеров), формирующих диффузные отражения;

разнообразии углового положения диффузных отражений, что свидетельствует об изменении фазового состава кластеров.

Структурный порядок облегчает и формирование дальнего магнитного порядка, что проявляется вболее высоких значениях ТС для образцов с x = 0. При этом нелинейный характер изменений физических параметров TC от различной температуры для образцов с x = 0.15-0.20 обусловлен нелинейными изменениями размеров марганецсодержащих кластеров, преимущественно с высокой ионизацией марганца, участвующих в формировании ферромагнитного взаимодействия ионов Mn3+, Mn4+ и кислорода.

Установлено, что повышение температуры отжига от 1200 до 1500°C способствует развитию процессов упорядочения атомной структуры с дальним порядком в виде химического расслоения в структуре твердого раствора, с усилением химического межатомного взаимодействия в семействе кристаллографических плоскостей (00l) и его ослаблениемв (11l). Это наиболее четко проявилось в твердых растворах с нарушенной стеxиометрией (x = 0.15) при 1500°C в виде увеличения температуры Кюри от 220 до 238 K.

СТРУКТУРА ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДА Сельская И.В.

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Украина, Макеевка victor-selsky@yandex.ru Исследование закономерностей образования пленок и их реальной структуры при кристаллизации в процессе конденсации из газовой среды является в настоящее время актуальной научно-технической задачей, поскольку условия зарождения и роста кристаллической фазы имеют решающее значение в формировании микро- и макроструктуры пленок, определяют их качество и различные физические, химические свойства.

Объектом исследования являлись пленки алмаза толщиной от 0,12 мкм до 11,4 мкм, синтезированные методом ВХТР. Результаты рентгендифракционных исследований алмазных пленок, выращенных методом ВХТР на вольфрамовых подложках, позволили установить, что росту алмазной пленки с алмазными «затравками» и без «затравок» на вольфрамовой подложке предшествует образование химических соединений карбидов W2C и WC. Первоначально образуется карбид W2C, После формирования карбида W2C появляется карбид WC, а на карбиде WC растет алмаз. Исследования пленок алмаза, выращенных без «затравок» и на них при концентрации метана 2,4,6% показали, что в зависимости от давления паров, температуры подложки и толщины в пленках присутствует либо двойная текстура 110+311, либо текстура 110, либо 311. Получено, что пленки алмаза являются мелкодисперсными имеют большие микродеформации и высокую плотность дислокаций. Рентгендифракционные исследования алмазных пленок Для пленок одинаковой толщины d = (8,2 ± 0,3) мкм и полученных при р = 10,7кПа и метана 2% зависимость параметров реальной структуры (D, E 2, ) от температуры подложки описываются кривыми с максимумами. Скорость роста пленок V в зависимости от температуры подложки Тп также имеет вид кривых с максимумами.

При большем давлении паров скорости роста уменьшаются и кривая V = f(Tп) смещается в сторону больших температур. Исследования влияния давления, температуры подложки и концентрации метана на рост алмазных пленок показали, что зависимости скорости роста V от давления р имеют вид графиков с максимумами роста Vmax при давлении паров независимо от концентрации метана и водорода и от температуры подложки. Для пленок алмаза, синтезированного методом ВХТР на вольфраме состав следующий: C+WW2CWCC(алмаз)+С(углерод). Расчеты показали, что в упомянутых условиях практически невозможно получить алмазные пленки, если источником углерода считать только метан. Источником углерода является раскаленный графитовый активатор. Углерод может отрываться от графитового стержня в виде атомов С и молекул С2 и образовывать пленку на подложках. Синтез алмаза при высоких температурах возможно путем ряда последовательных реакций в среде углерод-метан-водород с образованием промежуточных соединений. Рассмотрены возможные варианты образования углеводородов и рассчитаны изменения свободной энергии Гиббса. Из расчетов следует, что наиболее выгодным и вероятным «строительным» материалом для пленок алмаза являются СН4, С2Н2 и С6Н6. Предложена схема формирования алмаза с участием метана по следующим элементарным реакциям: радикализация, полимеризация, циклизация и осаждение циклических агрегатов на подложку. Возможно, структурные единицы, не вписывающиеся в эту схему, могут быть источниками образования различного рода дефектов в пленке алмаза.

УПОРЯДОЧЕНИЕ В ГРАФИТЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ Слюсарев В.В.

Институт Физики Горных Процессов НАНУ, Украина, Донецк, slyusarev@mail.ru Отрицательную магниторезистивность в микрокристаллических графитовых структурах обычно связывают с эффектами слабой локализации и рассеяния на границах кристаллитов [1].Анизотропия строения графита выражается в тридцатикратной разнице в сжимаемости в направлении параллельном и перпендикулярном к основной плоскости. Исследовался образец терморасширенного графита плотностью 1,91 г/см3.

a) Р=0 ГПа Контакты наносились серебряной токопроводящей краской. Измерения проводились в основной плоскости – сформированной в перпендикулярном приложенному давлению направлении. Для создания гидростатического давления P до 1,8 ГПа использовалась двухслойная немагнитная камера высокого давления. Немагнитный материал камеры позволяет проводить измерения при б наложении на образец внешнего магнитного поля.

б) Р=0,6 ГПа Измерения проводились в температурном интервале 77- Кв нулевом и магнитном поле 0,8 Т. Измерения проводили четырехконтактным методом. При нормальном давлении электросопротивление характерно для типичного полуметалла. При наложении магнитного поля в области низких температур проявляется отрицательноемагнитосопротивление, причем на кривой появляется слабый максимум (рисунок 1а).Приложение давления 0,6 ГПа приводит к сдвигу этого максимума в в)Р=1,2 ГПа сторону более высоких температур и появлению со стороны низких температур ветви с металлическим характером проводимости (рисунок 1б). Без наложения магнитного поля на зависимости удельного сопротивления различается максимум, по характеру близкий к максимуму в магнитном поле при нормальном давлении.Дальнейшее повышение давления приводит к проявлению г) Р=1,8 ГПа металлической ветви проводимости и в отсутствие Рисунок 1. – Сопротивление магнитного поля (рисунок 1в),максимум при фиксированном давлении электросопротивления сдвигаетсяв область более высоких (Р) и магнитном поле (Н, Т) температур (рисунок 2). Магниторезистивность уменьшается, однако ее удельная величина практически не зависит от давления.

Изменение плотности формирует металлическое состояние в исследованном образце, состоящем из турбостратныхнаноразмерныхграфеновых доменов.

Действие магнитного поля сообразуется с воздействием высокого давления на образец и потенцирует формирование металлического состояния. Рисунок2. – Смещение температуры пика сопротив ления под давлением.

[1]L.Matzui et al, Mater. Sci. Forum;

91-93: 465-470. (1992) МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИСТИРОЛЬНЫХ СОПОЛИМЕРОВ МАЛЕИНОВЫМ АНГИДРИДОМ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ОКРАШЕННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Сохина С.И., Шевченко О.Н., Селютин Ю.В.

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Украина, Макеевка sochina6969@mail.ru Изучена реакция взаимодействия малеинового ангидрида с сополимерами стирола с п- и м-аминостиролами с переходом в N-полистирилмалеинамовые кислоты, а после дегидратации – в N-полистирилмалеинимидные циклы.

Нуклеофильное присоединение промышленных аминосодержащих красителей к полученным модифицированным сополимерам приводит к образованию структурноокрашенных полистиролов широкой цветовой гаммы.

Глубина окрашивания полимеров определялась степенью превращения сополимеров стирола с п- и м-аминостиролами с различным содержанием аминостирольных звеньев на стадии реакции ацилирования, для которой при температурах 3050оС в ДМФ изучена кинетика «выход – время».

Константы скорости реакции сополимеров п-, м-аминостиров и стирола с малеиновым ангидридом при температуре 30, 40 и 50С определяли с использованием метода наименьших квадратов (п = 6). Показано, что реакция ацилирования при 3050С в течение 0180 мин в ДМФ описывается кинетическим уравнением второго порядка, константы скорости при этом зависят от содержания аминостирольных звеньев и от распределения их по цепи () (табл. 1).

Таблица 1.

Константы скорости реакции ацилирования сополимеров аминостиролов со стиролом малеиновым ангидридом (п = 6;



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 





<

 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.