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 |   ...   | 7 | 8 || 10 |

«Национальная Академия наук Украины (НАНУ) Институт проблем материаловедения им. И.Н.Францевича НАНУ Украинское материаловедческое общество Национальный технический ...»

-- [ Страница 9 ] --

от 423 до 623 К с поглощением тепла и образованием при 523 К бемита -AlO(OH), который постепенно разлагается в процессе нагревания до более высоких температур.

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ГРАФЕНОПОДОБНЫЕ ДИХАЛЬКОГЕНИДЫ МОЛИБДЕНА И ВОЛЬФРАМА: НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ Куликов Л.М., Кёниг Н.Б.

Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, e-mail: sem_kob@ipms.kiev.ua Интенсивное развитие нанотехнологий 50(3) нм;

2Н-WSе2 – d[013]=4,5(3)–33(2) нм, слоистых дихалькогенидов молибдена и d[110]=18,7(1,2)–82(5) нм.

вольфрама (2H-MCh2, M = Mo, W;

Ch = S, Se) Синтезированы графеноподобные стимулирует их дальнейшее использование в наночастицы твёрдых растворов замещения (0 x 2).

современной порошковой металлургии: и 2H-MoS2-xSex 2H-WS2-xSex например, по эффективной замене микронных Образование графеноподобных наночастиц порошков природного дисульфида молибдена, твёрдых растворов 2Н-MoS2-xSex происходит во широко используемого в качестве твёрдой всем концентрационном интервале (0 x 2):

смазки, на графеноподобные наночастицы d[013]=2,9(2)–60,5(4) нм, d[110]=10,4(6)–126(8) нм.

Существование наночастиц (“inorganic graphene-like nanostructures”;

2Н-WS2-xSex “nanosheets”;

“2D nanoparticles”) указанных зафиксировано только для определенных соединений. составов: х = 0;

1;

1,75;

2 (d[013]=3,9(2)–35(2) нм, В приложении к порошковой металлургии d[110]=8,1(3)–21,5(1,3) нм).

следует выделить следующие перспективные По оценочным данным минимальное области применения двумерных (2D) наномате- число нанослоев Ch–M–Ch для графено риалов на основе графеноподобных 2H-MCh2: подобных наночастиц 2H-MoS2 составляет 4–8, • наносмазки (композиционные антифрик- 2H-WS2 – 4–12, 2H-MoSе2 – 8–10, 2H-WSе2 – 8– ционные наноматериалы, многофункциональ- 12, 2H-MoSSe – 8, 2H-WSSe – 56.

ные наноструктурные покрытия для косми- Анализируются физико-химические ческих, наземных условий эксплуатации при особенности процессов формирования анти высоких и низких температурах, в атмосфере фрикционных композиционных наномате водорода и медицинском оборудовании;

риалов с участием графеноподобных наночас области использования – авиакосмическая тиц 2H-MCh2 в сравнении с таковыми в случае техника, машиностроение, нефте- и газодо- микронных частиц:

быча, транспорт, военная техника, металлургия • состояние поверхности наночастиц;

и т.п.);

• температурные зависимости роста • «наноброня» (наноматериалы, обладающие средних размеров анизотропных наночастиц;

свойствами суперамортизаторов при очень • процессы интеркаляции / деинтеркаляции больших давлениях, до 40 ГПа);

слоистых наночастиц металлами – составляю • биосовместимые 2D наноматериалы, щими композитов;

• взаимосвязи физико-химической и 2D нанобиокомпозиты медицинского назна чения (антифрикционные свойства). структурной нестабильностей графеноподоб Разработана лабораторная нанотехно- ных наночастиц 2H-MCh2, а также их логия получения графеноподобных наночастиц интеркаляционных нанофаз с процессами 2H-MCh2 с использованием химического реакционного спекания при высоких осаждения из газовой фазы (CVD). Средние температурах;

размеры анизотропных наночастиц эффективно • влияние размерного фактора графенопо регулируются в широких пределах (для добных наночастиц на структурно-зависимые направлений [013] и [110];

по данным трибологические свойства композиционных рентгеновских и электронномикроскопических наноматериалов.

исследований): для 2H-MoS2 d[013]=2,7(2)– Авторы выражают благодарность 4,7(2) нм, d[110]=8,5(4)–53(3) нм;

2Н-WS2 – Аксельруду Л.Г. (Львовский национальный d[013]=2,7(2)–75(5) нм, d[110]=7,9(4)–123(8) нм;

университет им. И. Франко) за выполнение 2H-МоSе2 – d[013]=5,2(3)–44(3) нм, d[110]=25,4(1,6)– рентгеновских исследований.

СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ЧАСТИЦ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО ПРОЦЕССА Вишняков Л.Р., Кораблев С.Ф., Зубкова И.В.

Институт проблем материаловедения им. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, e-mail leonvish@ipms.kiev.ua В настоящее время остро стоит проблема, выход продукта происходит в первые 8 ч.

связанная с утилизацией отходов деревообработки, Гидротермальный синтез хорошо описывается и поэтому интенсифицировались исследования уравнением сжимающегося объёма 1 – (1 – )1/3 = процессов их переработки для получения полезных t, что позволило рассчитать кажущуюся энергию материалов [1]. активации гидротермального процесса.

Одним из наиболее распространённых методов переработки древесины является её 210°С пиролиз в инертной среде [2]. Мы исследовали процесс высокотемпературной обработки 190°С древесной стружки в аргоне в неизотермических условиях. Процесс начинается с удаления связанной влаги, содержание которой может достигать 30%, и проходит в три стадии, которым 180°С соответствуют три эндотермических эффекта при 374, 486 и 888°С.

Энергетически более выгодным является метод гидротермального синтеза, который позволяет карбонизировать растительное сырьё при низких температурах и без использования аргона [3].

Мы провели эксперименты по получению Рис. Зависимость потери массы стружки сосны углеродсодержащих частиц из древесной стружки от времени прохождения гидротермальной с использованием гидротермальных процессов: реакции.

навеску стружки сосны смешивали с дистиллированной водой, затем помещали в Изучение тонкой структуры полученных автоклав и нагревали в печи в диапазоне углеродсодержащих материалов выявило температур от 160 °С до 210 °С при времени образование типичных для гидротермальной выдержки от 1 до 32 ч. карбонизации углеродных частиц сферической Полученные продукты реакции после формы, количество которых существенно гидротермального синтеза промывали, возрастает при всех температурах в диапазоне просушивали в сушильном шкафу при 190–210 °С и выдержки более 16 ч.

температуре 100 °С и взвешивали на аналитических весах. 1. Wenzhi He, Guangming Li, Lingzhao Kong.

Зависимость потери массы стружки сосны от Application of hydrothermal reaction in resource времени прохождения гидротермальной реакции recovery of organic wastes // Resources, Conservation показана на рисунке. Установлено, что с and Recycling, 2008, 52, рр 691-699.

увеличением выдержки происходит повышение 2. Кислицын А. Н. Пиролиз древесины:

выхода твёрдого углеродсодержащего продукта. химизм, кинетика, продукты, новые процессы. – Этот процесс практически не происходит при М.: Лесн. пром-ть, 1990. – 312 с.

температурах до 160 °С (образец не претерпевает 3. Л. Р. Вишняков, С. Ф. Кораблев. Углерод и изменений), существенные превращения композиты на его основе, получаемые начинаются при температуре 180 °С. гидротермальным синтезом (Обзор) // Композиты Максимальная скорость достигается при и наноструктуры. – М., 2011. – № 1. – С. 39-49.

предельной температуре 210 °С, причём основной СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВИЗАЦИИ РАЗМЕРНОГО ЭФФЕКТА НА ПРИМЕРЕ ОКСИДА ГРАФЕНА Гарбуз В.В., Херовимчук Л.С., Петрова В.А., Яковлев А.В., Щербицкая Е.В.

Институт проблем материаловедения им.И.Н. Францевича НАН Украины ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, e-mail: disinfel@i.ua Наноструктурные системы, как и (рис. 1). Найдено критерий обратимого макроскопические подлежат фундаменталь-ной перехода размерного эффекту первого и триаде материаловедения (ФТМ). С одной второго рода (kкритическая ). При значениях k стороны ФТМ включает в себе цепочку 1,00% – размерный эффект I рода функциональных связей между химическим (наноматериал не отличается от обычных складом, технологией и структурой, а также материалов). При k 1,00% – размерный структурой и свойствами эффект ІI рода (все фундаментальные материалу с другой. Специфика наносистем характеристики наноматериала отличаются от состаит в значительной зависимости обычных материалов ) фундаментальных свойств твердого тела ( 0, состав – структура – свойство) от размерного 0, эффекта. [1] Размерные эффекты разделяют на два типа. 0, I рода – «слабые» размерные эффекты, k 0, обусловленные вкладом поверхности;

0, k кр.

II рода – «сильные» изменяющие состав, 0, структуру, свойства. Они наблюдаются исключительно в наноразмерной шкале.[2] 0 5 10 15 20 Причиной размерного эффекта является n разница пространственной размерности Рис. 1. Размерная зависимость производной периферических и внутренних атомов значения АПС элементарной частицы. Периферические атомы ( А пер) имеют на одну ступень размерности Выводы меньше, чем внутренние (А внутр). Так 3 D На примере макромолекули оксида графена частицы имеют 2 D периферические атомы;

2 D определено проявления размерного эффекта І и частицы – 1 D периферические;

1 D ІІ рода. Вычислено количество атомов соответственно 0 D. У 0 D частиц внутренние макромолекулы, а также атомное атомы отсутствуют. Все атомы являются периферическое соотношение. Найдено периферическими. Соотношение критерий обратимого перехода размерного периферических к общему количеству атомов эффекту первого и второго рода (атомное периферическое соотношение, (АПС)) Литература средней элементарной частицы представлено 1. В.В. Скороход, І.В. Уварова, А.В. Рагуля уравнением (1) Фізико-хімічна кінетика в наноструктурних системах. – К: Академперіодика, 2001. – 180 с.

N А пер N А об = k, (1) (С. 5–7).

2. H.Ф.Уваров, В.В.Болдырев Размерные где k – числовое значение АПС. k = 1 для 0 D эффекты в химии гетерогенных систем // частиц.

Успехи химии. – 2001. – 70, № 4. – С. 307–329.

Для определения наличия размерного 3. О.В. Щербицька, В.В. Гарбуз, В.Д. Кліпов, эффекта рода рассмотрена модель II В.П. Сергєєв // Концентрація парамагнітних макромолекулы оксида графена волокнистого центрів і механічні властивості продуктів углеродного наноматериала (ВУН) [3]. С піролізу гідрацелюлозних волокон та помощью уравнений модели оксида графена ідентифікація вуглецевих наново локон // вычислено количество атомов у макромолекул Наноструктурное материаловедение. – 2010. – с степенью макроциклиции (n) от 1 до 30, а № 4. – С. 39–44.

также вычислены значения k. Построено размерные зависимости k и ее производной СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКОГО ИНТЕРМЕТАЛЛИДА СОСТАВА Ti75,5Sn24, Иванова О.М., Буланова М.В., Карпец М.В., Подрезов Ю.Н.

Институт проблем материаловедения им. И.Н.Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, e-mail: iv4103@gmail.com В предыдущих работах Булановой, симметрии № 63, прототип – NaHg) с параметрами Подрезова [1,2] указывалось о необычном а = 5.84+/-0.01, b = 10.32+/-0.01, c = 4.74+/ механическом поведении нестехиометрического 0.03, отношение с/а = 0,81, плотность 6,086г/см3).

При нагревании до 200 °С дополнительные интерметаллида состава Ti75,5Sn24,5. В работе [1] подробно исследованы бинарные сплавы с разным рефлексы исчезают и рентгенограмма становится содержанием олова в диапазоне 22,5–25ат.%. соответствующей структуре гексагонального D Показано, что эти материалы имееют очень низкие При охлаждении до комнатной Ti3Sn.

значения модуля Юнга, предела текучести и температуры дополнительные рефлексы повышенную пластичность при испытаниях на появляются, а при повторном нагревании изгиб. В соответствии с [1] среди этой группы исчезают вновь, что свидетельствуют об материалов найболее низкие модуль Юнга и обратимости превращения. По результатам предел текучести имеет интерметаллид состава наблюдений методом ТЕМ литой образец Ti75,5Sn24,5 (7 ГПа и 87,4 МПа соответственно). интерметаллида состава Ti75,5Sn24,5 содержит Температуные зависимости модуля Юнга, большое количество двойников, которые имеют демпфирующей способности и термического одинаковую кристалллографическую ориентацию расширения указывают на протекание фазового в пределах одного зерна и парралельны друг превращения 1-го рода при температурах, близких другу.

к комнатной [2,3]. В [1] сообщалось, что Орторомбический ’’-мартенсит нестехиометрический интерметаллид состава (Сmcm) образуется в титановых сплавах (Ti-Nb, Ti75,5Sn24,5 имеет типичную для мартенсита Ti-Mo, Ti-V) паралельно с гексагональним ’ двойниковую микроструктуру. На основе мартенситом (P63/mmc) из кубической (Im-3m) вышеуказанных свойств и низкой температуры фазы. Расшифрованная орторомбическая превращения в [1] зделан вывод, что это структура Сmcm связана с гексагональной превращение мартенситное. структурой соотношением P63/mmc Целью настоящей работы является субгруппа/группа. Она соответствует структуре исследовать поведение кристаллической решетки О-фазы в системах Ti3Al–Nb, Ti3Al–Ta, которая интерметаллида состава образовывается диффузионно-сдвиговым Ti75,5Sn24,5.

Рентгеноструктурные исследования проводили на превращением из кубической (Im-3m) -фазы литом образце Ti75,5Sn24,5 при комнатной или гексагональной D019 (P63/mmc).

температуре, при 200 °С (нагрев in situ) и на Орторомбическую фазу Ti75,5Sn24,5 можна деформированном образце при комнатной описать как искаженную гпу решетку.

температуре. Исследование микроструктуры Выполняются ориентационное соотношение проводили методом трансмиссионнной (110)orto||(10-10)hex, 001orto||0001hex.

электронной микроскопии.

Интерметаллид имеет Ti3Sn Литература:

гексагональную структуру D019, (прототип – 1. Буланова М. В., Подрезов Ю. Н., Ni3Sn, группа симметрии № 194, P63/mmc) и не Фартушная Ю. В., и др. Электронная претерпевает никаких фазовых превращений микроскопия и прочность материалов, вплоть до температуры плавления. Рентгенограма 2010.—№17.—с. 108—117.

материала Ti75,5Sn24,5 при комнатной температуре 2. Vdovychenko O. V., Bulanova M. V., отличается от рентгенограммы гексагонального Fartushna Yu. V., Shcheretsky A. A. Scripta Ti3Sn – она содержит несколько дополнительных Mater. — 2010. — 62. —P. 758—761.

рефлексов, не принадлежащих гексагональному 3. C. R. Wong, R. L. Fleischer. J. Mater. Res., D019 Ti3Sn, равно как и другим фазам системы Ti– Vol. 9, No. 6, 1994.

Sn. Эта рентгенограма была индексирована в орторомбическую структуру (Сmcm, группа СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ УПРОЧНЕНИЕ МЕТАЛЛА ПРОДУКТОМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДА ЖЕЛЕЗА НАНОРАЗМЕРНЫМ НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКИМ КАРБИДОМ КРЕМНИЯ Тимошенко Я.Г., Гадзыра Н.Ф.

Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, E-mail: dep14@ipms.kiev.ua Целью данной работы является изучение 30Fe2O3;

4. - 60(SiC-C) – 40Fe2O3;

5. - 50(SiC-C) – 50Fe2O3;

6. 40(SiC-C) – 60Fe2O3;

процессов формирования структуры Установлено, что добавление лигатуры к металокомпозиционных материалов на основе порошковому железу повышает механические железа при использовании синтезированных характеристики металлокомпозита более чем в дисперсных порошковых продуктов в системе 5 раз по сравнению с промышленной SiC–Fe2O3 в качестве лигатуры, а также конструкционной углеродистой сталью исследования их механических характеристик.

обыкновенного качества Ст3сп.

В качестве исходных компонентов Таблица 2. Механические характеристики использовали синтезированный порошковый металлокомпозита системы Fe – 5% лигатуры материал, образованный при взаимодействии ((SiC-C) – СКЖР) наноразмерного нестехиометрического карбида № Предел кремния (SiC–C) с оксидом железа (пигмент (- состава Плотность, Микротвердость, текучести, Fe2O3) (ТУ 6-10-2029-86)) и спеченным лигатуры, г/см HV0.2, ГПа 02, МПа концентратом железной руды (СКЖР) (ТУ 14- * 1 7,50 4,70 Термическую обработку 9-385-92).

2 7,56 4,61 порошковых смесей систем (SiC–C)–Fe2O3 и 3 7,62 4,37 (SiC-C) – СКЖР проводили в индукционной 4 7,72 4,29 печи, в среде проточного аргона при 5 7,75 4,44 температуре 1400 °С. В составе полученных 6 7,78 4,52 Ст3сп композиционных материалов основными 7,85 1,32 *- исходный состав лигатуры перед термообработкой, фазами являются: (SiC-C) и силициды железа масс.%: 1. - 90(SiC-C) – 10СКЖР;

2. - 80(SiC-C) – (-FeSi, Fe3Si, Fe5Si3), отличие состоит лишь в 20СКЖР;

3. - 70(SiC-C) – 30СКЖР;

4. - 60(SiC-C) – процентном содержании этих фаз. 40СКЖР;

5. - 50(SiC-C) – 50СКЖР;

6. - 40(SiC-C) – Металлокомпозиты формировали на основе 60СКЖР;

Установлено, что замена порошковой порошкового железа марки ПЖР4М3.

лигатуры системы (SiC-C) – Fe2O3 на (SiC-C) – Сплавления порошковых смесей системы Fe – СКЖР к существенным изменениям в 5% лигатуры (продукт взаимодействия в формировании механических характеристик не системе проводили в (SiC–C)–Fe2O3) приводит. Следует отметить, что в составе индукционной печи при температуре 1700 °С в СКЖР присутствует оксид кремния, доля течение 40 мин. Полученные сплавы которого составляет не менее 20%. Добавление проковывали при температуре 900 °С.

такой лигатуры к порошковому железу Таблица 1. Механические характеристики повышает механические характеристики металлокомпозита системы Fe – 5% лигатуры металлокомпозита более чем в 4 раза по ((SiC-C) – Fe2O3) сравнению с промышленной конструкционной № Предел Плотность, Микротвердость, состава углеродистой сталью обыкновенного качества текучести, лигатуры, г/см3 HV0.2, ГПа Ст3сп.

02, МПа * Таким образом, введение синтезирован 1 7,52 4,49 ных дисперсных порошковых продуктов в 2 7,63 4,62 системе SiC–Fe2O3 в качестве лигатуры при 3 7,68 4,40 формировании металлокомпозитов способ 4 7,71 4,46 ствует повышению предела текучести и твер 5 7,74 4,44 6 7,74 4,47 дости, что свидетельствует о реализации как Ст3сп 7,85 1,32 дисперсного, так и деформационного упрочне *- исходный состав лигатуры перед термообработкой, масс.%: 1. ния матричных композитов на основе железа.

90(SiC-C) – 10Fe2O3;

2. –- 80(SiC-C) – 20Fe2O3;

3. – 70(SiC-C) – СЕКЦИЯ 6. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ МЕХАНИЗМ УПОРЯДОЧЕНИЯ УГЛЕРОДА, ОБРАЗУЮЩЕГОСЯ ПРИ ПИРОЛИЗЕ СТРУЖКИ СОСНЫ Вишняков Л.Р., Переселенцева Л.Н., Олейник Г.С., Вишнякова Е.Л., Котко А.В., ХижунО.Ю.

Институт проблем материаловедения им.И.Н.Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, Еmail: lnp@ipms.kiev.ua Структурные превращения углерода, плоских слоев (протяженностью 10 нм и больше) с образующегося при карбонизации древесины в одинаковым расстоянием между ними, причем интервале 1000–2400 °С исследованы главным меньшим по сравнению с имеющимся между изогнутыми слоями, однако бльшим, чем для образом рентгеновскими методами [1]. Определено, упорядоченного графита.

что углерод, образующийся при высокой На основе анализа имеющихся представлений температуре, представляет собой композит, в об упорядочении углерода, получаемого при котором углерод находится в различном термообработке различных веществ, а также структурном состоянии- аморфная составляющая с результатов исследований данной работы предложен независимыми графеновыми слоями или их механизм упорядочения углерода древесины.

пакетами по [1].

Первичными структурными единицами В данной работе приведены результаты упорядочения являются графеновые слои, электронно-микроскопического исследования консолидация которых по развитым (базисным) и субструктуры углерода, образующегося из стружки торцевым поверхностям определяет формирование сосны при Тотж. = 800, 1900 и 2250 °С в среде пакетов базисных слоев углерода как элементов, где аргона. Структурное состояние углерода и осуществляется процесс его окончательного исследовали методом электронной микродифракции упорядочения. Механизм включает развитие шести и путем анализа электронно-микроскопических этапов структурных перестроек в конденсированном изображений высокого разрешения (картины углероде: образование цепочек из системы прямого разрешения базисных плоскостей углерода).

контактирующих частиц, которые содержатся в Использовали также метод рентгеновской аморфном углероде и состоят из фрагментов эмиссионной спектроскопии.

графеновых слоев (1)размыкание контактов Установлено, что после отжига при Т = 1900 и между частицами в цепочках и появление на их 2250 °С в исследуемом углероде выявлялась основе двух сильно изогнутых базисных слоев субструктура в виде монолитных элементов, углерода (2)сборка образующихся слоев путем их которые были представлены в форме лент или укладки по развитым базисным и торцевым замкнутых образований на их основе. Толщина поверхностям с формированием монолитных слоев, сформированных при Т = 1900 °С, составляла элементов в форме лент(3)последовательное 5–20 нм, а диаметр замкнутых элементов структуры восстановление («выпрямление») слоев в пакетах изменялся от 70 до 150 нм. После отжига при Т = 2250 °С толщина слоев возрастала до 50 нм, а (4)появление локальных участков морфоло гически плоских слоев в пакетах (5) сближение диаметр замкнутых элементов достигал 200–300 нм.

Выявлена трансформация дифракционных морфологически плоских слоев в направлении отражений от углерода, сформированного при Т = [0001] вплоть до установления между ними 800 °С и высокотемпературном отжиге, которая расстояния, соответствующему упорядоченному графиту (6).

свидетельствует об упорядочении углерода.

Сравнительный анализ рентгеновских Электронно-микроскопи ческие изображения эмиссионные СК-полос исследованных образцов высокого разрешения монолитных элементов показывает, что после отжига при 1900 и 2250 °С в субструктуры углерода являются непосредственным подтверждением развития этого процесса. Выявлено, углероде образуются р-состояния. Именно что такие элементы составлены слоями (0001) последнее и является, по-видимому, определяющим различной степени формоизменения и с фактором при упорядочении углерода.

отличающимся расстоянием между ними как по длине, так и по поперечному сечению лент(диапазон расстояний 0,38–0,45 нм). Только в отдельных их участках формируются пакеты морфологически СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НОВЫЙ КЛАСС МАТЕРИАЛОВ – ТАНТАЛОВЫЕ БРОНЗЫ:

СИНТЕЗ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА NaxTa2O5.

Зибров И.П., Филоненко В.П., Сидоров В.А., (1) (1) (1) Дробот Д.В., Никишина Е.Е., Лебедева Е.Н.

Институт физики высоких давлений РАН, Калужское шоссе, стр.14, Троицк, Москва, 142190 Россия, zibrov@mail.ru (1) Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова, пр. Вернадского, 86, Москва, 119571 Россия, dvdrobot@mail.ru Более 10 лет назад путем термобарической Guinier камере G670 (Huber)(Cu K1 излучение), а обработки (Р=5.0-8.0 ГПа, Т=950-1100 С) полученные рентгеновские данные подвергали маловодного аморфного гидроксида тантала процедуре полнопрофильного анализа с (МАГТ) нами была получена новая фаза высокого использованием пакета программ GSAS.

давления F-Та2O5*2/3H2O и производная от нее Показано, что образец состоит из двух фаз новая модификация F-Та2O5 [1,2]. Структура составов Na0.60Ta2O5 и Na0.16Ta2O5. Объем соединений построена из двух полиэдров:

пентагональной бипирамиды (ПБ) [ТаО7] и бисдисфеноида (БДФ) [ТаО8]. Плоскости ПБ соединены между собой колонками БДФ с образованием каналов большого размера (Рис.1а) (подобно каналам в гексагональной вольфрамовой бронзе MexWO3 (ГВБ) (Рис.1б)). Целью настоящей работы была попытка синтеза танталовой бронзы Na0.2Ta2O5. Следует отметить, что до сих пор известны только полностью окисленные соединения тантала-танталаты, а бронзы, в которых тантал имеет валентность как +5, так и Рис.2. Результаты полнопрофильного анализа +4, синтезированы не были.

двухфазного образца Na0.60Ta2O5 и Na0.16Ta2O5.

ячейки Na0.60Ta2O5 V=533.69(3) 3, а Na0.16Ta2O V=541.20(2) 3. Максимально возможное содержание Na соответствует формуле Na0.66Ta2O5.

Координационным полиэдром Na является искаженный куб [NaO8]. Тогда как F-Та2O является хорошим изолятором с сопротивлением в сотни Гом, полученный образец имеет сопротивление в несколько ом, т.е. примерно а б такое же, как и ГВБ. Таким образом, нами впервые Рис.1. Структура F-Та2O5*2/3H2O (а) и ГВБ (б).

синтезирована танталовая бронза.

Работа выполнена при поддержке гранта F-Та2O5*2/3H2O, полученный обработкой МАГТ РФФИ 11-03-00308а.

при Р=6.0 ГПа и Т=1000 С в камере «тороид», нагревали в вакууме до 450 С с последующей выдержкой в течение 30 мин.. При этом получался [1] E.E. Nikishina, D.V. Drobot, V.P. Filonenko, безводный оксид F-Та2O5, который тщательно I.P. Zibrov, E.N. Lebedeva. Russ. J. Inorg. Chem. 47, смешивании с азидом натрия NaN3 в пропорции, N1, 10-13 (2002).

обеспечивающей состав Na0.2Ta2O5. Смесь [2] Zibrov I.P., Filonenko V.P., Drobot D.V., обрабатывали при Р=6.0 ГПа и Т=1000 С в течение Nikishina E.E. Russ. J. Inorg. Chem. 48 (4), 2 мин. в камере «тороид». После обработки (2003).

материал, имевший черный цвет, снимали в СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ГРАФИТО- И АЛМАЗОПОДОБНЫЕ ПОРОШКИ НИТРИДА БОРА, ЛЕГИРОВАННЫЕ УГЛЕРОДОМ Филоненко В.П., Зибров И.П., Сидоров В.А.

Институт физики высоких давлений РАН, Троицк, Москва, filv@hppi.troitsk.ru Высокодисперсные графито и синтеза говорят о том, что кристаллы не имеют алмазоподобные порошки нитрида бора, строгой стехиометрии.

легированного углеродом, были получены Изучено влияние термобарических термобарическим синтезом из смесей бора с параметров и состава исходной шихты на полноту нитридом углерода (C3N4) или меламином фазового перехода в кубическую фазу и (C3N6H6) [1,2].. Синтез проводился в диапазоне морфологию алмазоподобных частиц, размеры давлений от 3.0 до 9.0 ГПа и температур от 700 до которых попадают в диапазон 0.05-5.0 мкм, а 1700 °С. Установлено, что синтез начинается при форма меняется от пластинчатой до равноосной.

достижении температуры деструкции Такие высокодисперсные порошки являются азотсодержащих компонентов. Во всем изученном востребованными в производстве сверхтвердых диапазоне на начальном этапе химического композитов.

взаимодействия формируются частицы гексагональной фазы [3].. Использованная методика синтеза позволяет получать такие частицы с размерами базисной плоскости от долей до десятков микрометров. Трансформация гексагональной решетки частиц в кубическую начинается при давлениях выше 6.0 ГПа и имеет активационный характер.

алмазоподобные частицы А частицы с гексагональной решеткой могут представлять интерес для электроники.

Наличие углерода приводит к появлению в гексагональной фазе нитрида бора проводимости.

Электрическое сопротивление компактов из таких частиц меняется при комнатной температуре в широких пределах (от единиц до десятков тысяч графитоподобные частицы Ом) и зависит от упорядоченности структуры, а по На основании результатов рентгеновского температурной зависимости сопротивления этот анализа, электронной микроскопии и ИК материал можно отнести к вырожденным спектроскопии установлено, что в решетке полупроводникам.

нитрида бора содержится до 10 ат. % углерода, который равномерно распределен по объему Данная работа выполнена при поддержке гранта частиц. Элементный анализ индивидуальных РФФИ 10-02-00958а.

кристаллов показал наличие в них до 5 ат.% 1. В.П. Филоненко, В.Н. Хабашеску, В.А. Давыдов, кислорода. Установить точный элементный состав И.П. Зибров, В.Н. Агафонов. Неорг. материалы. 44, кристаллов достаточно сложно из-за слабых №4, 2008, 462-468.

отличий рассеивающих факторов легких 2. V.P. Filonenko, V.A. Davydov, I.P. Zibrov, V.N.

элементов и погрешностей, связанных с малыми Agafonov, V.N. Khabashesku. Diamond & Related размерами частиц. Кроме того, значимые различия Materials. 19, 2010, 541–544.

параметров решетки при изменении условий 3. В.П. Филоненко, В.А. Петровский, А.Е. Сухарев, И.П. Зибров. Наноинженерия, 2, 2012, 27-34.

СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ФАЗ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ УГЛЕРОДА ПРИ УДАРНОМ СЖАТИИ Курдюмов А.В., Бритун В.Ф., Даниленко А.И., Ярош В.В.

Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, e-mail: britun@ipms.kiev.ua Рассмотрены закономерности фазовых поскольку при давлении 30 ГПа температура превращений углеграфитовых материалов его плавления приблизительно на 1000 К выше.

(УГМ) в плотные модификации углерода при Особенностью фаз высокого давления, ударном сжатии. образующихся в условиях ударного сжатия, Исследования сохраненных после ударного является их исключительно высокая сжатия образцов показали, что графит с дисперсность. Так, по данным просвечивающей высокоупорядоченной структурой испытывает электронной микроскопии размеры зерен мартенситные превращения с образованием алмаза и лонсдейлита в продуктах ударного лонсдейлита и алмаза, а турбостратные сжатия не превышают 20 нм, тогда как в структуры типа сажи – диффузионные алмазо-лонсдейлитных образцах статического превращения, приводящие к образованию синтеза они составляют 200–300 нм.

плотной аморфной фазы в смеси с алмазом. Наблюдаемое различие объясняется большей Зависимость суммарного выхода плотных фаз неравновесностью условий протекания фазовых превращений при ударном сжатии и М от степени трехмерной упорядоченности значительно меньшим временем действия структуры УГМ Р3 приведена на рисунке.

высоких давлений [2]. Для структуры лонсдейлита также характерна высокая концентрация политипных дефектов упаковки ( 20%), тогда как для вюрцитного BN величина не превышает 3–4%. Наблюдаемые различия обусловлены различными механизмами образования мартенситных фаз углерода и BN. [2, 3] 1. Britun V. F., Kurdyumov A., Borimchuk N. I. et al. Formation of diamond-like BN phases under shock compression of graphite-like BN with different degree of structural ordering // Diamond and Related Mater. – 2007. – 16, Nо.

В области (1) реализуются преимущественно 2. – P. 267–276.

мартенситные, а в области (3) 2. Курдюмов А. В., Бритун В. Ф., Боримчук Н.

диффузионные превращения. (2) область И., Ярош В. В. Мартенситные и реализации обоих механизмов. диффузионные превращения в углероде и Эта зависимость оказалась подобной нитриде бора при ударном сжатии. – К.:

зависимости М(Р3), установленной нами для Изд. Куприянова, 2005. – 191 с.

нитрида бора. Вместе с тем поведение BN при 3. Даниленко В. М., Курдюмов А. В.

ударном сжатии отличает одна весьма важная Интенсивность линий на рентгенограммах особенность: в результате диффузионного лонсдейлита с одномерно превращения аморфная фаза не образуется, а разупорядоченной структурой // турбостратные структуры непосредственно Сверхтвердые материалы. – 1983. – № 2. – превращаются в кубическую модификацию [1]. С. 6–11.

Вероятной причиной этого различия является более низкая подвижность атомов углерода, СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ТУГОПЛАВКИЕ ПОКРЫТИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ АЛМАЗОВ Дуда Т.М., Кухаренко С.А., Загородняя Э.В.

Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины 04074, Киев, ул. Автозаводская, 2, svetlana@ism.kiev.ua Опыт эксплуатации алмазного Таблица 1 – Содержание тугоплавких инструмента на металлических связках, элементов в сплавах изготавливаемых методами порошковой металлургии, показывает, что ресурс Элементный состав, мас. % Покрыт использования алмаза как инструментального ие C O Ti Fe Cr W материала крайне низок (от 30 до 95 % алмазов Ti 56,83 24,94 17,31 0,55 - преждевременно выпадают из матрицы, не достигая значительного износа). Основной Cr 29,35 9,92 - 0,67 60,06 причиной является то, что применяемые W 64,93 15,99 - 3,2 0,72 13, технологии не обеспечивают надежного Ti-Cr 22,55 14,09 1,29 0,83 61,24 закрепления зерна в матрице инструмента.

Одним из путей совершенствования Статическая прочность технологии изготовления алмазного инструмента с металлизированных алмазов по сравнению с целью интенсификации граничного исходными практически не претерпевает диффузионного взаимодействия, повышения изменений и в основном на 5 % выше адгезионной прочности, алмазоудержания и более исходной.

равновесного распределения зерен в матрице Фазовый анализ металлизированных является нанесение тугоплавких тугоплавкими покрытиями порошков, карбидообразующих покрытий на высокопрочные определенный методом рентгеновской алмазы с последующим гранулированием дифракции показал, что на тонких титановых метализированных зерен. покрытиях (100–150 нм) доминирует TiC.

Металлизацию алмазов марки В хромовых покрытиях основную фазу АСТ160 500/400 различными покрытиями составляет Cr3C2 и следы Cr7C3, Cr2O3.

проводили диффузионным методом (метод В покрытиях вольфрамом присутствует газотранспортных реакций) в контейнерах металлический вольфрам и доминируют WC открытого типа в инертной среде. В процессе (14 мас. %) и фаза Co3WC, что весьма металлизации активной газовой фазой служил проблематично.

галогенид диффундирующего элемента, который Титан-хромовое покрытие по фазовому генерировался в непосредственной близости от составу определяется переходными зонами покрываемого порошка (контактный метод). состава: TiC Cr3C2 Cr2O3. Известно, что На рис. 1 и в табл. 1 показаны алмазы, образование на поверхности карбидов оксидов покрытые Ti, Cr, W и Ti–Cr и их элементный тугоплавких металлов способствует состав. образованию сверхстехиометрических соединений, повышению твердости карбидов тугоплавких металлов, что обеспечивает защитные свойства, изолируя инструмент от обрабатываемого материала.

Образование карбидов в граничной зоне а б обеспечивает хорошую адгезию покрытия к поверхности алмаза. Кроме того, карбиды тугоплавких металлов хорошо смачиваются медью и серебром при изготовлении инструмента инфильтрацией или спеканием при высоком давлении, усиливая адгезию на в г границе покрытие–связка, что существенно Рис. 1 – Алмазы, металлизированные Ti (а), Cr повышает прочность алмазоудержания и (б), W (в) и Ti–Cr (г). стойкость инструмента в целом.

СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СТЕКЛОКОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Кухаренко С.А., Довгань А.Г., Барановская Е.А.

Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины Украина, 04074, Киев, ул. Автозаводская, 2, svetlana@ism.kiev.ua Благодаря комплексу свойств (относительно свойств (прочность, твердость, износостойкость, высокая износостойкость и теплостойкость, низкий фрикционные и капиллярные свойства) их можно коэффициент трения и др.) керамические связки регулировать введением наполнителей различного являются перспективными на ряде операций функционального назначения. Можно также черновой и финишной обработки существенно изменять свойства связок за счет железоуглеродистых материалов. применения стеклоосновы различного химического Основой большинства керамических связок состава, а также модифицирования исходного являются стекла. От их состава и свойств в стекла различными оксидами. Кроме того, можно значительной степени зависят свойства абразивного применять в качестве стеклоосновы смеси стекол с инструмента. Перспективными являются различными температурами трансформации.

легкоплавкие свинецсодержащие стекла, С учетом исследований по химическому отличающиеся высокой смачивающей взаимодействию и смачиванию разработаны способностью к cBN. составы cBN–, алмазсодержащих композиционных Смачиваемость cBN силикатными расплавами материалов, а также технологические параметры обусловливается главным образом химическим изготовления инструментов различных форм и взаимодействием на границе раздела фаз. размеров.

Корреляционной зависимости между смачиванием Разработаны композиты с повышенной и изменением свободной энергии Гиббса смачивающей способностью cBN, с повышенной возможных химических реакций в исследованных кристаллизационной способностью, износостойкие, системах, как правило, не наблюдается из-за ударопрочные и антифрикционные.

образования газообразных веществ в Перспективным классом материалов приконтактной зоне. Высокая смачиваемость применительно к связкам абразивного инструмента, поверхности алмаза и cBN невзаимодействующими к которому предъявляются повышенные с ними расплавами силикатов обусловлена требования по износостойкости, теплопроводности образованием на межфазной границе химических и обеспечению высокой производительности связей Si–O–C, B–O–C. обработки являются стеклометаллические Введение в свинцовые стекла микропорошков композиты. В качестве наполнителей, придающих cBN приводит к повышению кристаллизационной композитам требуемые свойства, могут быть как способности стекла. Количество выделяющихся тугоплавкие (медь, никель, кобальт, железо, титан, кристаллических фаз увеличивается в зависимости хром), так и легкоплавкие (олово, цинк, алюминий) от зернистости и содержания cBN в 3–4 раза. При металлы. При совместной термообработке стекол и этом износостойкость стеклообразивных металлов возможно образование на их контакте композитов возрастает в 1,5–2,1 раза. переходной зоны, что может в ряде случаев Составляющие кубонитосодержащих привести к разупрочнению композитов. В связи с композиционных материалов по результатам этим при формировании абразивного слоя термодинамических расчетов могут инструмента на основе стеклометаллических взаимодействовать между собой при материалов следует стремиться к возможно более термообработке. Установлены температурные низким температурам.

границы такого взаимодействия. Расчеты работы Области применения абразивного инструмента адгезии расплавов стекол по отношению к cBN на керамических связках разнообразны и показали, что с повышением температуры работа охватывают диапазон от шлифования адгезии увеличивается, что свидетельствует об сложнолегированных железоуглеродистых сплавов увеличении прочности связи на границе раздела до хонингования таких материалов. По показателям фаз. работоспособности он превосходит известные С целью получения композиционных образцы отечественных и иностранных фирм в 1,2– материалов с широким комплексом необходимых 1,7 раза.

СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ НА СТРУКТУРУ ГИБРИДНОГО ЭПОКСИДНОГО ПОЛИМЕРА Пащенко Е.А., Черненко А.Н., Нековаль Н.Н., Довгань А.Г.

Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины Украина, 04074, Киев, ул. Автозаводская, 2, lab6_1@ism.kiev.ua Исследование строения гибридных эпоксидных связующих, модифицированных Спектры ЯМР, приведенные на рис.2, иллюстрируют динамику перехода С2С4 при ионами VO2+, методами ИК и ЯМР-спектроскопии позволило выявить структурную особенность, изменении давления полимеризации от 40 до определяющую уровень их жесткости и МПа. Сильный сдвиг равновесия в сторону теплостойкости. По данным ИК-спектроскопии, четырехкоординированных ионов VO2+ является центральные ионы металлокомплексного наиболее значительным структурным отличием фрагмента – ионы ванадила VO2+ могут в составе оптимального состава гибридного эпоксидного полимера находиться в двух состояниях: связующего, содержащего 7 мол. % металлокомплексного модификатора. С учетом R NH2 NH2 R представлений о явлениях спиновой (1) и NH2 R VO2+ R NH2 VO2+ (2) R NH2 NH2 R когерентности в возбужденном веществе, можно предположить следующее. Ионы ванадила, При определенных температуре и связанные с полимерной сеткой давлении полимеризации существует равновесие координационными связями, отличными по своим между структурами (1) и (2), которое при упругим характеристикам от ковалентных связей повышении давления смещается в сторону основных цепей, могут в зависимости от степени структуры (2). Степень такого смещения и, возбуждения полимерной сетки, выступать как в соответственно, максимально достижимое для роли резонаторов, так и в роли демпферов.

данного состава содержание структуры (2), находится в сильной зависимости от общего содержания металлокомплексного модификатора в гибридном связующем.

При содержании модификатора 7 мол. % наблюдается наиболее резко выраженная а б в Рис. 2. Спектры ЯМР гибридного эпоксидного зависимость отношения концентраций четырех- и связующего, содержащего 7 мол. % комплексного двухкоординированных ионов VO2+ от давления производного ванадия, отвержденного при 513 К при полимеризации при максимальном пиковом давлениях 40 (а), 200 (б) и 500 МПа (в) значении этого отношения (рис. 1). При этом, вероятно, их воздействие на динамическое поведение полимерной сетки, в том числе ее спиновой системы, усиливается при увеличении координационного числа иона VO2+.

Вследствие этого четырехкоординированные ионы VO2+ могут стабилизировать области спиновой когерентности, возникающие в веществе при быстром вводе значительной энергии. Такие области способствуют равномерному распределению поступающей энергии по всем химическим связям системы, препятствуют ее концентрированию на наиболее опасных участках и тем самым повышают сопротивляемость отвержденного связующего при мощном энергетическом воздействии, например, в зоне Рис.1. Зависимость отношения концентраций абразивного резания.

четырех- и двухкоординированных ионов VO2+ от общего содержания металлокомплексного модификатора в гибридном эпоксидном связующем. 1 – давление полимеризации 40 МПа;

2 – 500 МПа.

СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ЛОКАЛЬНОГО НАГРУЖЕНИЯ ЖЕСТКИМ ИНДЕНТОРОМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ АЛМАЗОВ Пидгорнюк Е.М.(1), Голубенко А.А., Мильман Ю.В., Чугунова С.И., Катруша А.Н.(1) Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, (1) Институт сверхтвёрдых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины, ул. Автозаводская, 2, Киев, 04074, Украина, alona_suprun@mail.ru Целью работы является изучение механических свойств синтетических полупроводниковых, ГПа алмазов, полученных методом температурного градиента, и выяснение влияния особенностей роста, в частности, состава ростовой системы, давления, температуры, количества и типа примесей на эти свойства с использованием 0 2 4 6 8 10,% методик, разработанных в [1, 2].

Исследования проводили при температуре Рис. 1. Кривая деформации °С на монокристаллах синтетических алмазов типа полупроводникового алмаза при 900 °С IIb, полученых в виде пластинок ориентацией (100), размерами 2,53,5 мм, выращеных со скоростью Полученные значения твёрдости НМ были 13 мг/час. Для индентирования использовали пересчитаны на напряжение течения по трехгранные пирамидальные алмазные инденторы соотношению К.Джонсона, где 1НМ/ с различными углами между осью пирамиды и её соответствует упруго-пластичесской гранью. Температура 900 °С является наиболее деформации. Расчёты показали, что для алмаза приемлемой для микроиндентирования в связи с НМ/ близко к 1, поэтому было принято НМ = наличием при этой температуре. Часть кривой, которая относится к упругой микропластичности в алмазе. Используя методики области, построена теоретически на основании [1, 2], были определены твёрдость по Мейеру, уравнения из работы [2]:

рассчитаны упругая, пластическая и общая ( ) HM e = 1 2 деформации, значение которых приведены в табл., E 1. Трещиностойкость кристаллов КС определяли по где – коэффициент Пуассона. Это уравнение формуле Эванса:

можно рассматривать как закон Гука при КС=0,016(Е/Н)0,5(Р/с3/2), индентировании, учитывая, что е=t. Как видно где Е – модуль Юнга, Н – твёрдость, с – длина из рис.1, пластичесская деформация алмаза радиальной трещины, измеряемая от центра сопровождается деформационным отпечатка, Р – нагрузка на индентор. Показано, что упрочнением.

величина микротвёрдости синтетического алмаза и Линейный, а не параболический характер его трещиностойкость не меньше значений этих деформационного упрочнения алмаза величин для природных кристаллов.

представляет значительный интерес;

природа Табл. 1. Твёрдость по Мейеру НМ, трещиностойкость КС, такого характера упрочнения требует упругая е, пластическая р и общая t деформации дальнейших исследований.

1, НМ, КС, [1] Ю.В.Мильман. Новые методики микромеханических е, % р, % t, % град. ГПа МН/м3/2 испытаний материалов методом локального нагружения жестким индентором. В кн.: «Сучасне матеріалознавство 60 52,6 4,4 7,5 11,9 7, XXI сторіччя», К. Наук. думка, 1998 – С. 637–656.

62,5 50,9 4,3 5,8 10,1 8,04 [2] Исследование механических свойств высокотвёрдых материалов методом индентирования. Б.А. Галанов, Ю.В.

67,5 47,8 3,99 3,1 7,1 8, Мильман, С. И. Чугунова, И.В. Гончарова // Сверхтвердые 70 47,3 3,95 2 6 – материалы. – 1999. – № 3. – С. 25–38.

Впервые для полупроводникового алмаза была получена кривая деформации, представленная на рис. 1.

СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО ПОРОШКА СИСТЕМЫ Si3N4–VN Крушинская Л.А., Макаренко Г.Н., Мацера В.Е., Андреева М.Г., Проценко Л.С, Будылина О.Н.

Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, E-mail: nano@ipms.kiev.ua Введение добавок ряда нитридов, боридов и Максимальное содержание азота достигается при карбидов переходных металлов в температуре азотирования 1400 °С. При этом, нитридокремниевую керамику позволяет повысить увеличение времени выдержки от 1 до 3 ч электропроводность до уровня, позволяющего практически не влияет на его содержание.

проводить механообработку экономичным Сравнительный анализ результатов электроразрядным способом, а также прочность и азотирования механоактивированного и вязкость разрушения, сохраняя при этом уникальные немеханоактивированного порошка VSi механические и химические свойства нитрида свидетельствует о существенной интенсификации кремния. Нитрид ванадия, обладающий высокой процесса азотирования в результате температурой плавления, твердостью, химической предварительной механообработки.

устойчивостью, а также низким коэффициентом трения при высоких температурах, может Таблица. Результаты азотирования порошка VSi рассматриваться как перспективный материал Режим Содержа Удельная Фазовый состав азотиров ние поверхност (РФА) электропроводящей второй фазы в ания ь, м2/г нитридокремниевой керамике. aзота, % Предварительно механоактивированный VSi Целью настоящей работы является исследование 900 °С, 1 1,16 2,4 — условий получения композиционного порошка ч системы Si3N4–VN путем азотирования прекурсора – VSi2, -Si3N4, 1000 °С, 4,35 2, порошка предварительно механоактивированного 1ч Si3N4, VN дисилицида ванадия VSi2. VN, -Si3N4, 1100 °С, 16,43 4, В работе использовали промышленный 1ч -Si3N4, VSi2, порошок VSi2 производства ДЗХР с размером частиц VN, -Si3N4, 1200 °С, 21,4 4, до 40 мкм.С целью повышения реакционной 1ч -Si3N4, VSi2, способности порошка проводили его VN, -Si3N4, 1300 °С, 23,2 4, механоактивацию в планетарной мельнице типа 1ч -Si3N АИР с центробежной нагрузкой 25g в стальных VN, -Si3N4, 1300 °С, 27,5 9, 3ч -Si3N барабанах при отношении массы загрузки к массе VN, -Si3N4, шаров 1:20 в среде аргоне. Суммарное время 1400 °С, 31,2 10, 1ч -Si3N механообработки составляло мин.

VN, -Si3N4, 1400 °С, 31,5 12, Механоактивированный порошок VSi2 имел 2ч -Si3N удельную поверхность 2,9 м2/г.

VN, -Si3N4, 1400 °С, 31,6 12, Механоактивированный порошок дисилицида 3ч -Si3N ванадия азотировали в потоке азота в интервале Немеханоактивированный VSi температур 1000–1400 °С с изотермической 1000 °С, 0,3 0, 4 — выдержкой 1–3 ч. Для сравнения было проведено 1ч азотирование немеханоактивированного VSi2 при VN, -Si3N4, 1300 °С, 13,4 2, температурах 1000 и 1300 °С. 1ч -Si3N4, Si3N4, Результаты рентгенофазового анализа (см. VSi2, таблицу) свидетельствуют о том, что в продуктах Таким образом, азотирование азотирования, полученных при 1000 °С, наряду с механоактивированного порошка дисилицида исходным дисилицидом ванадия присутствуют - и ванадия позволило в едином процессе синтезировать -Si3N4, а также незначительное количество VN. С высокодисперсный композиционный порошок повышением температуры интенсивность линий системы нитрид кремния–нитрид ванадия.

нитридов растет, а интенсивность линий исходного Максимальное содержание азота, близкое к дисилицида ванадия снижается. При температуре расчетному, достигается при температуре 1300 °С, линии VSi2 уже отсутствуют. азотирования 1400 °С.

СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СТУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОРОШКОВ ВN–ALN Томила Т.В., Ляшенко В.И., Лобунец Т.Ф., Зелявский В.Б.

Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142, Украина, email: tomila@ipms.kiev.ua Композиционные материалы системы BN- внеплоскостные колебания B–N (рис., крив. 1).

AlN являются перспективными для создания В области ~900–1000 см–1 присутствуют новой технической керамики благодаря слабые полосы, которые можно отнести к высокой огнеупорности, химической колебаниям B–О. Частоты в области ~ 3500 – инертности в агрессивных средах и высоким 3200 см–1 относятся к валентным колебаниям электроизоляционным свойствам. N–Н и О–Н связей, интенсивность которых В настоящей работе исследовано уменьшается с ростом температуры обработки структурообразование в композиционной до 1300° С (рис., крив. 2–4).

системе BN–Al, где в качестве одного из исходных компонентов использовали турбостратный нитрид бора. Для исследований было получено несколько партий нитрида бора с разной степенью упорядочения и дисперсностью. Порошки нитрида бора были синтезированы карбамидным способом.

Для синтеза были приготовлены смеси в соотношении компонентов BN–Al (в молях) 1: (1), 2:1 (2), 4:1 (3). Смеси готовили в ацетоне.

Высушенные смеси азотировали в потоке очищенного аммиака.

Исследования проводили методами РФА, ИК–спектроскопии, химического и адсорбционно-структурного анализа.

В таблице приведены результаты азотирования смеси BN–Al в зависимости от соотношения Рисунок. ИК–спектры поглощения образцов исходных компонентов (температура обработки смеси (2), подвергнутых термообработке при – 1300 С, время выдержки – 3 ч, среда – различных температурах: 1 – 800C;

2 – аммиак). 1000 C;

3 – 1100 C, 4 – 1300 C.

№ Удель- Соотн Химический Данные Анализ данных удельной поверхности, обр. ная пов. состав, масс. % РФА BN:Al полученных композиционных порошков В SBN, N Al показал, что она находится в диапазоне м2/г размеров 10–70 м2/ г.

28 142,2 1:1 (1) 42,4 17,6 39,4 AlN, BNг., 27 142,2 2:1 (2) 41,2 19,4 32,8 AlN, BNг., Выводы AlON 1. Установлено, что высокая дисперсность 55 142,2 4:1 (3) 47,0 30,8 16,2 AlN, исходного BNтурб.(S=142,2 м2/ г) способствует BNтурб., сл.

образованию фазы оксинитрида алюминия и пентабор.

пентабората аммония при повышении 11 42,7 1:1(1) 43,2 16,2 40,0 AlN, BNг., содержания BNтурб. в исходной смеси.

12 42,7 2:1(2) 46,7 20,1 33,0 AlN, BNг., 2. Двухфазные композиционные порошки 14 42,7 4:1(3) 48,8 22,8 28,1 BNг., AlN При термической обработке Тобр.=800°С смеси синтезированы при использовании исходного (2) по данным ИК–спектроскопии в спектрах BNтурб. с удельной поверхностью S=42,7 м2/г.

проявляются полосы поглощения, характерные Состав их (BN-AlN) или (AlN-BN) зависит от для колебаний Аl–N связей в области ~600– соотношения исходных.

900 см–1, а также с частотами 1365 см–1 и 3. Удельная поверхность, полученных компо 794 см–1, характеризующими внутри- и зиционных порошков составляет 10–70 м2/ г.

СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ ИСХОДНОГО ВЮРТЦИТНОГО НИТРИДА БОРА НА ФОРМИРОВАНИЕ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ НА ЕГО ОСНОВЕ Олейник Г.С., Волкогон В.М., Федоран Ю.А., Аврамчук С.К., Котко А.В., Верещка В.М.

Институт проблем материаловедения им. И.Н.Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03142,Украина, E-mail: oleynik@ipms.kiev.ua В работе представлены результаты б) пластическая деформация – решеточная и сравнительного анализа структуроообразования кооперативная, в) полиморфное BNвBNсф материалов на основе порошков вюртцитного превращение, г) формирование внутричасти нитрида бора BNв, получаемого в результате чных границ раздел. В системе частиц мартенситного превращения графитоподобного анализировали развитие процессов первичной BN при высоких давлениях(Р) [1]. Использовали рекристаллизации, проходящей в гетерофазных семь типов порошков BNв. Три из них частицах, и собирательной в системе частиц синтезированы в ИПМ НАНУ при высоких Р BNсф, а также пластической деформации путем ударного сжатия: с применением при синтезе ползучести. Эти процессы в поликристаллах на добавки воды (1), без каких либо добавок (2) и основе всех типов BNв осуществляются использованы в состоянии поставки и после качественно подобно и одинаковыми предварительной обработки порошка (1) структурными механизмами (они рассмотрены в прокаткой (3);

два типа BNв, синтезированные в [2]). Однако, размеры элементов структуры в ударных волнах с добавками воды: торговая поликристаллах, полученных на основе марка и производства различных типов BNв при одних и тех же “Чернобор”(4) г.Дзержинск (5);

порошки BNв, образующегося температурах спекания, отличаются. Выявлено, при высоких давлениях статического (6) и что это отличие определяется главным образом детонационного (7) сжатия. различной толщиной исходных частиц BNв.

Методами просвечивающей электронной Роль субструктуры частиц оказывает микрокопии тонких фольг,откольных частиц и незначительное влияние. Наименьший размер угольных реплик исследовали структурное элементов структуры (30–70 нм) характерен для образцов, спеченных при Т = 1800 °С на основе состояние всех порошков и поликристал лических образцов на их основе, спеченных в BNв, полученного при ударном сжатии без интервале Т = 1200–1800 °С при Р = 7,7 ГПа. каких-либо добавок. Это обусловлено влиянием Определено, что частицы всех исходных кристалломорфологии (пластины) и масштаб порошков BNв, имеющие пластинчатую форму, ного фактора (толщины) частиц на развитие отличаются трехуровневой субструктурой в процессов механического разрушения сколом и развитой базисной плоскости: частица (I) пластической деформации. Исследования содержит азимутально разориентированные показали, что пластическая деформация фрагменты (II), которые, в свою очередь, является определяющим фактором при развитии содержат менее разориентированные всех структурных превращений как в нанообласти (III). Частицы имеют различную независимых частицах BNв, так и в их системах.

толщину в сечении, ортогональном базисной Из анализа гистограмм распределения плоскости. Наименьшая толщина (диапазон элементов структуры (разориентированных размеров 0,03–0,07 мкм) характерна для частиц фрагментов и зерен) по размерам в BNв, полученного при ударном сжатии без исследованных поликристаллических образцах каких-либо добавок, наибольшая (0,1–0,5 мкм и также следует, что степень неоднородности больше) – для частиц BNв, полученного в с размеров указанных элементов возрастает с добавками воды. увеличением толщины исходных частиц BNв.

Рассмотрены результаты сравнительного анализа особенностей развития следующих 1.Курдюмов А.В, Пилянкевич А.Н. Фазовые процессов структурных превращений, которые превращений в углероде и нитриде бора. проходят при спекании в индивидуальных К.:Наук.думка,1979.-171 с.2. Олейник Г.С. // частицах BNв: а) механическое разрушение Сверхтвердые материалы.-2012-№1.-С.3-26.

частиц сколом на стадии холодного уплотнения, СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ СПЕКАНИИ КОМПОЗИЦИЙ АЛМАЗ-ВЮРТЦИТНЫЙ BN ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИИ И ТЕМПЕРАТУРЕ Волкогон В.М., Олейник Г.С., Аврамчук С.К., Федоран Ю.А., Котко А.В., Верещака В.М.

Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского, 3, Киев, 03680, Украина, E-mail: vmvolkogon@ipms.kiev.ua При Тсп = 2000 °С проходит образование трещин В работе представлены результаты структурных исследований, направленных на по границе сопряжения прослоек с зернами создание сверхтвердых композитов на основе алмаза, при этом в трещинах неалмазный углерод исходных порошков алмаза и вюртцитного отсутствует. Последнее служит подтверждением, нитрида бора (BNв) со связкой состава BNС, что трещины возникают на стадии разгрузки формирующейся непосредственно в процессе образцов после спекания спекания. Поскольку ранее в литературе Исследовали образцы, полученные на указывалось на отсутствие контактного основе порошков алмаза каталитического синтеза взаимодействия в системе частиц алмаз зернистости ультрадисперсного сфалеритный нитрид бора, в работе представлено 20/14, алмаза(размеры частиц 3–10 нм) детонационного обсуждение возможности образования твердого синтеза (УДА) и BNв с размерами частиц в раствора в такой системе, основанное на развитой поверхности огранки (0001) до 1мкм и известных представлениях о физической природе толщиной не более 200 нм. Спекание проводили образования твердых растворов при контактном при Р = 7,7 ГПа в интервале Т = 1600–2000 °С. взаимодействии веществ и особенностях свойств Структурные исследования осуществлялись алмаза и BNв. Выделено семь факторов, методом просвечивающей электронной определяющих формирование такого раствора.

микроскопии с использованием тонких фольг, 1.Близкие размеры ковалентных радиусов откольных частиц, а также угольных реплик с углерода,бора и азота, что определяет естественных поверхностей разрушения возможность замещения атомами С атомов В и N образцов. в условиях действия высоких давлений.

Получены следующие эксперименталь- 2.Закономерное (по Урусову В.С.) растворение ные данные, свидетельствующие о формирование вещества с бльшей ковалентностью в веществе с в исследуемых образцах твердого раствора меньшей ковалентностью, то есть в нашем случае базового состава BNС в результате диффузии С в плотных фазах BN. 3.Образование твердого углерода в решетку нитрида бора при раствора при высоких давлениях должно контактировании частиц этих фаз. проходить на основе более мягкого вещества. 4.

1.Уже при Тсп. = 1600 °С в поверхностях Образование раствора алмаза в плотных фазах BN соответствует правилу Сена. 5. При сопряжения частиц алмаза и BNв образуются формировании такого раствора реализуется продукты взаимодействия в виде эффект Хедвала, обусловленный полиморфным наганодисперсных частиц. 2. При Тсп = 1800 °С кристаллоориентированным превращением BNв в между частицами взаимодействующих фаз кубическую модификацию, которое проходит с образуются монолитные прослойки. Диапазон их сильным структурным разупорядочением BNв за толщины по объему образцов составляет 20– счет образования базисных дефектов упаковки. 6.

нм. В случае каталитического алмаза граница Градиент напряжений, возникающих под сопряжения такой прослойки с алмазом является действием внешней нагрузки в контактирующих сплошной, тонкой, для УДА отчетливо веществах, отличающихся величиной выявляется распространение указанной сжимаемости. 7. Эффекты анизотропии сжатия прослойки в объем зерен нитрида бора.

второго рода, обусловленные различием модулей микродифракционными 3.Сравнительными упругости алмаза и BNв и отличающихся также исследованиями установлено, что образующаяся симметрией их кристаллических решеток.

прослойка сформирована на основе плотных фаз нитрида бора (вюртцитной и сфалеритной). 4.

СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЛМАЗОВ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ В СИСТЕМАХ Ni-Mn-C И Fe-Si-C Ильницкая Г.Д., Петасюк Г.А., Лавриненко В.И., Смоквина В.В., Шамраева В.С.

Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины, ул. Автозаводская,2, 04074, г. Киев, Украина, e-mail: oleynik_nonna@ukr.net В промышленности при обработке изделий между собой по магнитным свойствам.

из твердого сплава, керамики, стекла и других Алмазы, полученные в системе Fe-Si-С, хрупких материалов широко применяются обладают хорошо выраженными магнитными порошки синтетического алмаза низкопрочных свойствами.

марок АС4 и АС6. Синтез порошков алмаза Показано, что прочность алмазов низкопрочных марок происходит при больших магнитных фракций обеих систем выше по скоростях роста. Растущий кристалл алмаза при сравнению с прочностью немагнитных своем росте захватывает все побочные фазы, фракций. Так, прочность алмазов, полученных присутствующие в реакционной камере. При в системе Ni-Mn-C, магнитной фракции этом включения и примеси являются увеличивается 1,2 раза по сравнению с объемными дефектами кристаллов алмаза. Для прочностью немагнитной фракции. Прочность снижения необходимых высоких параметров алмазов, синтезированных в системе Fe-Si-С синтеза применяют катализаторы в виде магнитной фракции, увеличивается в 4,1 раза.

сплавов-растворителей. Как правило, в состав Абразивная способность алмазов, сплава-растворителя входят металлы синтезированных в системе Fe-Si-С магнитных переходной группы, типа Co, Ni, которые фракций выше, чем абразивная способность являются дорогостоящими материалами. алмазов немагнитных фракций.

Проведенные исследования показали Абразивная способность алмазов, возможность производить синтез алмаза с синтезированных в системе Ni-Mn-C, немного использованием сплавов системы железо- выше, чем абразивная способность алмазов, углерод в качестве растворителей углерода. синтезированных в системе Fe-Si-С.При этом При этом синтез алмаза в присутствии более различий между значениями абразивной дешевого сплава Fe-Si обеспечивает степень способности магнитной и немагнитной превращения углерода в алмаз на уровне 30– фракциями не обнаружено.

Различие в физико-механических свойствах 36 %.

Поэтому целью данной работы было порошков алмаза обеих систем нашли изучение свойств алмазов, полученных в отражения в их морфометрических системах Ni-Mn-C и Fe-Si-C. характеристиках. Были определены следующие Исследования проводили на шлифпорошках характеристики рельефа контура проекции алмаза марки АС6 зернистости 160/125, зерен: количество режущих кромок и среднее синтезированных в системах Ni-Mn-C и Fe-Si- значение углов их заострения, глубина впадин, C. Алмазы разделяли в магнитном поле разной высота и ширина основания режущих кромок, напряженности на четыре магнитные фракции, а также эквивалентный диаметр зерен алмаза.

различающиеся между собой по прочности и по На основании полученных результатов величине удельной магнитной установлено, что алмазы, синтезированные в восприимчивости. системе Fe-Si-C, магнитных фракций, с В полученных порошках определяли наиболее прочными зернами алмаза, и с более прочность (Р, Н) по разрушающей нагрузке при высокой абразивной способностью имеют статическом сжатии зерен, абразивную большее число режущих кромок при меньшей способность (А, мг), удельную магнитную глубине впадин. Наблюдается тенденция восприимчивость (,.10-8 м3/кг). Диагностику уменьшения количества режущих кромок и морфометрических характеристик порошков угла их заострения по мере уменьшения алмаза выполняли на приборе DiaInspect.OSM. прочности порошка и его удельной магнитной Установлено, что алмазы магнитных и восприимчивости. Для алмазов, немагнитных фракций, синтезированные в синтезированных в системе Ni-Mn-C, такой системах Ni-Mn-C и Fe-Si-С, различаются закономерности не обнаружено.

СЕКЦИЯ 7. ФАЗЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ФОРМИРОВАНИЕ НИКЕЛЕВОЙ СВЯЗКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕСТАЦИОНАРНЫХ УСЛОВИЙ ЭЛЕКТРОЛИЗА Щур Н.А., Пащенко Е.А., Нековаль Н.Н.

Институт сверхтвердых материалов НАН Украины, 04074, Киев, Автозаводская, 2, nat-schur@yandex.ru Алмазно-абразивный инструмент на сформированных с и без наложения магнитного гальванической никелевой связке интенсивно поля рабочая плотность (средняя применяется для шлифования, финишной синусоидального тока задаваемого в анодный обработки, резания широкого спектра полупериод составляла - 0,4 А/дм2). Размер материалов. В то же время, в связи с зерен определили по формуле:

повышением требований к качеству F=f·106/(n·2), обрабатываемой поверхности современных где F –площадь сечения зерна (µ2), f –площадь конструкционных инструментальных замера (мм2), n – количество зерен на площади материалов, необходимо улучшать физико- (шт.), – увеличение.

механических характеристики данных F площадь сечения зерна в µ композиционных покрытий. С целью На На исследования воздействия нестационарных асимметрично асимметрично условий электролиза на структуру и свойства м токе м токе в МП никелевых осадков их формировали на 6 0,1 0, асимметричном синусоидальном токе 7 0,09 0, промышленной частоты с и без наложения 8 0,25 0, внешнего магнитного поля с регулированной 9 0,14 0, продолжительностью действия на поверхность 10 0,073 0, кристаллизации. Фотографии шлифов исследовали с помощью сканирующего Таким образом, при оптимальных электронного микроскопа фирмы CARL ZEISS токовых режимах осаждения достигается и Neo Scope JСM-500. Выявили, что магнитное существенное измельчение структуры поле способствует уменьшению размера никелевых осадков. Это внешнее проявление кристаллов, а так же формированию как комплекса изменений строения связок изометрически-зернистых структурных единиц, приводит к значительному повышению так и вытянутых вдоль одной оси четких прочности удержания кристаллов алмаза.

гранных форм морфологических элементов. На Подобный эффект проявляется также и в асимметричном синусоидальном токе в случае использования высокопрочных условиях воздействии дополнительного порошков алмаза, с высокой степенью технологического фактора процесса изометричности кристаллов и гладкой электролиза в зависимости от заданного поверхностью граней. Вследствие этого стало токового режима образуются ориентированные возможным изготовление высокоточных и полиориентированные кристаллиты никеля. В профильных алмазных инструментов на таблице представлены некоторые значения электролитической никелевой связке, рассчитанной площади сечения никелевых обладающих высокой эффективностью при зерен F от коэффициента асимметрии шлифовании керамических материалов.

СЕКЦИЯ 8. ТЕСТИРОВАНИЕ СВОЙСТ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ СЕКЦИЯ 8. ТЕСТИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ АБРАЗИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ НА СТАЛЬ ПОТОКА ЧАСТИЦ КОКСА Гогоци А.Г., Бродниковский Н.П.(1), Зозуля Ю.И., Мотроненко В.В., Мазур П.В.(1), Губинский М.В.(2), Барсуков И.В.(3), J. David Carter(4) ООО Центр материаловедения, 03142, Киев, ул. Кржижановского, 3, mrc@mrc.org.ua;

(1) Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, ул. Кржижановского 3, Киев, 036142, Украина, dep53@ipms.kiev.ua;

(2) Национальная металлургическая академия Украины (НМуеАУ), пр. Гагарина, 4, Днепропетровск, 49600, Украина, gubibm@list.ru (3) American Energy Technologies Co., 60026, Glenview, IL, USA, ibarsukov@usaenergytech.com (4) Argonne National Laboratory, 60439, Argonne, IL, USA, jdavidcarter@anl.gov При выполнении проекта по разработке в довольно широком интервале значений скорости комплекса оборудования для графитизации кокса трения износ зависит только от пройденного пути.

для компании American Energy Technologies CO встала проблема выбора толщины деталей, P28kPa находящихся под воздействием потока частиц 0,06 К=0,00261 мм/мин P50kPa кокса, движущегося с разной скоростью и 0,05 P130kPa оказывающего разное давление. Также стоял Износ, мм 0,04 Сталь вопрос о сравнении износа деталей из обычной 0,03 К=0,00168 мм/мин конструкционной стали 3 и нержавеющей стали 0, К=0,000196 мм/мин 0, AISI 304.

0, Износ стальных деталей частицами кокса 0 5 10 15 хорошо моделируется испытаниями на Время, мин.

абразивный износ на установке типа НК (неподвижное кольцо) конструкции ГосНИИ Рис. машиноведения [1]. Выбранный метод испытания 0, на абразивное изнашивание основан на трении Сталь 0, вращающегося по кругу образца об насыпанный K, mm/min 0, слой частиц, абразивные свойства которых 0, испытываются.

0, Условия проведения испытаний 0, следующие: скорость скольжения 0,628 м/с, 0, одновременно испытывались два образца: 1 – 0 20 40 60 80 Сталь 3;

2 – AISI 304 – нержавеющая сталь, при P, kPa трении прикладывались различные давления. Для проведения испытаний была отсеяна фракция Рис. кокса –1мм +0,2 мм. Износ определялся по потере веса, P. Линейный износ, H, определялся из P28kPa 0, расчета, что удельный вес сплавов составляет 7,8 P50kPa 0,05 P130kPa г/мм3. Строились графики (рис.) изменения Износ, мм 0, Нерж. сталь линейного износа во времени при различных 0,03 AISI давлениях для обеих сталей.

0, Расчет износа стали 3 можно проводить, 0, считая, что действует механизм абразивного 0, износа, при котором величина износа 0 5 10 15 пропорциональна времени (рис. 1). Построив Время, мин.

кривую зависимости скорости износа от давления Рис. для данной скорости трения (рис. 2), можно В нержавеющей стали происходит накопление определять скорость износа для различных наклепа с увеличением времени трения, о чем значений давления. Скорость износа для других свидетельствует искривление графиков скоростей трения можно рассчитать, учитывая, что зависимости износа от времени (рис. 3).

СЕКЦИЯ 8. ТЕСТИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НАНОПОРОШКОВ НИТРИДА БОРА ПО СРЕДНЕМУ РАЗМЕРУ ЧАСТИЦ Чхартишвили Л.С., Цагарейшвили О.А.(1), Габуния Д.Л.(1), Маргиев Б.Г.(1), Гачечиладзе А.А.(1), Тавадзе Г.Ф.(1) Грузинский технический университет, пр. М. Костава, 77, Тбилиси, 0175, Грузия, chkharti2003@yahoo.com (1) Институт металлургии и материаловедения им. Ф.Н. Тавадзе, пр. А. Казбеги, 15, Тбилиси, 0160, Грузия, t_otari@hotmail.com, d_gabunia@hotmail.com Удельная поверхность – важнейшая кристалле h-BN – 5.31 и практически совпадает с тем теоретическим значением характеристика порошкового материала, во 9 (3 + 2 2) / 2 5.32, многом определяющая его физико-химические которое следует из свойства. Измерение сложная процедура, геометрическиой модели ламинарных наносистем нитрида бора [2]. Совпадение не представлается которая к тому же требует предворительного случайнным, поскольку согласно известной разрушения агломератов. Вместе с тем удельная интерполяционной схеме Харрисона, в кристаллах поверхность коррелирует с основной параметры размерности энергии обратно геометрической характеристикой порошка – со пропорциональны соответствующим параметрам средним размером r частиц: чем мельче частицы, размерности длины. Так что, аспектное отношение тем больше их суммарная площадь поверхности в наночастиц h-BN равно отношению внутри- и единице массы. Но измерение r, например, межслоевых энергий связывания в этом сканирующим электронным микроскополм ламинарном кристалле.

гораздо проще. Поэтому имеет смысл построить Взявь 5.32, окончательно будем иметь модель морфологии частиц, которая позволит пересчитать значение из экспериментального [m2 / g] 5.54 / r [µm]. Минимальный размер значения r. частиц, в полученных нами ранее химическим методом порошков h-BN, составлял r 0.05 µm [3].

Данную задачу мы решили для нанопорошка гексагонального нитрида бора h-BN, По этой фориуле, ему соответствует удельная 110 m2 / g, малая добавка которого в жидкую смазку образует поверхность на порядки устойчивую к седиментации смеси, со значительно превышающая результат шарообразной модели.

улучшенными трибологическими свойствами. Таким образом, согласно предложенной формуле, Предлагаемая модель основывается на следующие отклонение от сферичности формы частиц предположения: (i) частицы обладают формой порошка этого ламинарного материала является диска, основания которого параллельны слоям причиной существенного увеличения его удельной ламинарного кристалла h-BN, а аспектное поверхности.

отношение = r / h, где h – высота диска радиуса r, заметно превосходит 1;

(ii) аспектное отношение 1. H. E. amurlu. In: Proc. 4th Int. Boron почти не зависит от дисперсности Symp. 2009, Eskiehir: Osmangazi Univ. Press, порошкообразного образца данного материала;

(iii) 117-121.

сами частицы нетекстурированы и, следовательно, 2. L. Chkhartishvili. J. Phys. CS, 2009, 176, их плотность совпадает с рентгеновской 012014, 1-17.

плотностью монокристаллов h-BN: 2.28 g / cm3. 3. Б. Г. Маргиев, Р. В. Чедия, А. А.

Приходим к соотношению Гачечиладзе, Л. С. Чхартишвили, И. Л.

= 2 (1 + ) / r. Согласно измерениям [1] Купрейшвили, А. Г. Микеладзе, Д. Л. Габуния, О.

А. Цагарейшвили. В сб.: Тр. 3-й Медунар.

характеристик чистого порошка h-BN, полученного без каталитических добавок, Самсоновской конф. «Материаловедение r 0.175 µm и 31.7 m2 / g. Эти данные тугоплавких соединений». 2012, Киев: ИПМ, 207.

позволяют получить эмпирическую оценку аспектного отношения: 5.32, что близко к квадрату отношения внутри- (3.3306 ) и межслоевых (1.4457 ) длин связей, измеренных в СЕКЦИЯ 8. ТЕСТИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОЛУЧЕНИЕ ФУЛЛЕРИТОВЫХ ПОРОШКОВ И МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ Шпилевский Э.М.

ГНУ «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова» НАН Беларуси, 220072, Минск, ул. Бровки, 15, Беларусь, shpilevsky@itmo.by Открытие углеродных наночастиц (среди Допированние полимерного материала которых наиболее известны фуллерены и фуллеренами приводит к значительному углеродные нанотрубки) повлекло разработку повышению прочности материала, снижению способов их получения и формирования коэффициента трения, изменению упругих материалов на их основе [1]. характеристик и других свойств материала.

Получение фуллеритовых порошков, как Свойства полимеров в большой степени зависят правило, осуществляется в три этапа: получение от долевого содержания фуллеренов. В области фуллеренсодержащей сажи, экстракция невысоких концентраций взаимодействие фуллеренов неполярными растворителями и поверхности фуллеренов с полимерными очистка (разделение фуллереновых фаз). В наших молекулами происходит повышение исследованиях фуллерены получали на эффективной плотности полимера.

разработанном с участием автора Это можно объяснить тем, что действие технологическом комплексе, базирующемся на фуллерена С60 на полимеры сводится, главным принципе электродугового разряда и образом, к ингибированию радикалов и использовании в качестве сырья спектрально образованию фуллеренсодержащих полимерных чистого графита. Оптимизация технологических цепочек. Связи макромолекул с поверхностью режимов на каждом этапе производства частиц можно рассматривать как позволила достигнуть содержания фуллеренов дополнительные узлы пространственной С60 20-22 масс.%, а фуллеренов С70 – 2,0-2,2% от структуры.

используемого графита.

Модифицирование керамик фуллеренами Апробированы различные методы, вызывает значительное увеличение (до 3-3,5 раз) обеспечивающие введение фуллеренов в износостойкости и снижение коэффициента металлы, полимеры, керамики.

трения. Кроме того, происходит принципиальное Показано, что фуллерены структурируют изменение характера изнашивания:

металлическую матрицу, придавая материалу увеличивается несущая способность более чем в новые свойства, для некоторых долевых составов четыре раза, износ покрытий уменьшается металла и фуллеренов (систем Cu-C60, Sn-C60, Тi многократно.

C60) обнаружены упорядоченные устойчивые Уникальные свойства фуллеренов и фазы MeхС60 [2].

материалов их содержащие указывают на Установлено, что допирование металлов широкие возможности использования этих фуллеренами приводит к значительному материалов в приборостроении, биомедицине, повышению прочности материала, снижению оптоэлектронике, других областях хозяйственной коэффициента трения, изменению электрических, деятельности.

оптических и других свойств материала.

Металл-фуллереновые материалы при Литература:

некоторых долевых соотношениях атомов Шпилевский М. Э. Фуллерены 1.

металла и молекул C60 структурно представляют и фуллереноподобные структуры — основа собой систему электропроводящих частиц перспективных материалов // Шпилевский М. Э., металла, разделенных небольшими Шпилевский Э. М., Стельмах В. Ф. ИФЖ.-2001.

промежутками из полупроводниковых Т. 74. № 6. С. 106—112.

наночастиц. Электрически такие структуры 2. Витязь, П.А.Фуллерены в эквивалентны серии подключенных матрицах различных веществ // Витязь П.А., Шпилевский Э.М. ИФЖ. -2012.-Т.85, №4. С. 718 конденсаторов и, следовательно, их полное сопротивление уменьшается при увеличении 724.

частоты переменного тока.

СЕКЦИЯ 8. ТЕСТИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КОМПАНИИ «ТЕРМО ТЕХНО» ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ Чижов П.С., Смирный М.А.

«Термо Техно» Представительство в Украине, ул. Горького, 72-А, оф.6, Киев, 03150, Украина;

info@thermotechno.ru Оптимизация производственных Инновационная дифракционная процессов в порошковой металлургии требует система, установленная в прибор ARL 9900, обеспечения комплексного технологического позволяет комбинировать оба метода анализа в контроля на всех этапах производства. одном приборе со следующими Наиболее актуальными являются задачи преимуществами для пользователя:

• Ввод только одного образца определения химического состава образцов на всех этапах производства, анализ • Один пользовательский интерфейс гранулометрического состава исходных на обе методики порошков, рентгенофазовый анализ порошков • Результаты элементного и и готовых изделий. структурного анализа в одном аналитическом Химический состав исходных отчете порошков, шихты и готовых изделий • Минимум занимаемой площади определяют с использованием Применение универсального рентгенофлуоресцентных спектрометров порошкового дифрактометра ARL X’tra «Thermo ARL», которые позволяют определять позволяет, помимо количественного содержание практически всех элементов рентгенофазового анализа, исследовать Периодической системы в (Be, B – U) текстуру материала и определить величины диапазоне 0.1 ppm – 100%. Для ряда задач остаточных напряжений. Применение весьма актуальным является анализ фазового высокотемпературных камер на ARL X’tra дает состава смесей и готовых изделий. Для этих возможность контролировать изменение целей возможно применение комплексной фазового состава и микроструктуры аналитической системы ARL 9900 Workstation, непосредственно в процессе обжига.

совмещающей в себе рентгенофлуоресцентный Исследования гранулометрического спектрометр и - дифрактометр. Две состава исходных порошков проводят с технологии, интегрированные в одном приборе: использованием разнообразных анализаторов рентгеновская флуоресценция и рентгеновская размеров частиц, основанных как на дифракция. Методом рентгеновской динамическом светорассеянии, так и на флуоресценции определяется только лазерной дифракции.

элементный состав проб, а метод Наша компания обеспечивает рентгеновской дифракции позволяет получить всестороннюю техническую и аналитическую информацию о минералогии материала. поддержку пользователей, активно развивает Комбинация результатов анализа позволяет новые формы сотрудничества в части получить более полную информацию о данном совместной разработки новых аналитических кристаллическом образце. Когда нужны оба методов, создания и утверждения методик вида анализа: элементный и структурный, анализа, подготовки соответствующего приходится устанавливать два отдельных программного обеспечения.

рентгеновских прибора, которые обходятся потребителю достаточно дорого.

СЕКЦИЯ 8. ТЕСТИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ РАСЧЕТЫ «ИЗ ПЕРВЫХ ПРИНЦИПОВ»



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 |
 



 
© 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.