UDC 620.22:536

A. F. Lisovsky (Kiev)
lisovsky@ism.kiev.ua

Thermodynamics of the formation of composite material structures. A review (стр. 3–17)

Composite material structures at nano-, micro-, and meso- levels have been examined. The application of the Gibbs and Hill thermodynamics has allowed researchers to give the physical interpretation of the Laplace pressure for composite materials; to derive the thermodynamic functions describing the particles consolidation; to establish the new phenomenon, namely, metal melt imbibition (MMI), and to define its acting forces, to establish the criterion that allows to determine a direction of a liquid phase migration in a composite body, as well as to predict the final structure of composite materials. For the description of composite material structure, which forms under extreme conditions, it has been necessary to use the nonequilibrium thermodynamics. At the extreme conditions the Prigogine concept of local equilibrium is promising.

Keywords: composite material, structure, thermodynamics.

 

 УДК:621.921.34-492.2:536.421.5:539.89

О. І. Чернієнко*, О. О. Бочечка**, В. М. Ткач, Н. М. Білявина, Г. А. Петасюк, Л. О. Романко, В. С. Гаврилова, Ю. Д. Філатов (м. Київ)
*o.cherniyenko@gmail.com
**bochechka@ism.kiev.ua

Особливості кристалізації алмазу в системі Mg–Zn–B–C (стр. 18–33)

Досліджено кристалізацію алмазу в системі Mg–Zn–B–C в умовах його термодинамічної стабільності, фазові перетворення, які відбуваються при отриманні сплаву-розчинника вуглецю та кристалізації алмазу, структуру сплаву і властивості одержаних алмазних кристалів. Описано процеси формування акцепторних центрів і включень в кристалах алмазу, викликані введенням бору в ростову систему. Встановлено, що використання алмазного порошку, одержаного в даній системі, для абразивної обробки поверхонь деталей із сапфіру дозволяє підвищити продуктивність та якість обробки в порівнянні з порошком, одержаним в системі Ni–Mn–C.

Ключові слова: кристалізація алмазу, легований бором алмаз, фазові перетворення, показник міцності, термостабільність.

  

УДК 536.631:549.211

О. О. Васільєв*, В. Б. Муратов, Л. М. Куліков, В. В. Гарбуз, Т. І. Дуда (м. Київ)
*o.vasiliev@kznh.kpi.ua

Особливості теплоємності нанокристалічного алмазу детонаційного синтезу (стр. 34–42)

Досліджено теплоємність нанокристалічного алмазу детона­ційного синтезу методом адіабатичної калориметрії в інтервалі температур 60–300 К. Значення теплоємності промислових зразків наноалмазу перевищують відповідні значення для крупнокристалічного алмазу на понад 30 %. Показано, що зазначене перевищення лише частково зумовлене домішками і для бездомішкового наноалмазу становить понад 15 %. Запропоновано пояснення цієї особливості теплоємності внеском поверхневих атомів вуглецю у низькоенергетичну густину фононних станів алмазу. На основі отриманих експериментально температурних залежностей теплоємності розраховано стандартні значення ентальпії, ентропії та зведеної енергії Гіббса промислового і бездомішкового наноалмазу.

Ключові слова: нанокристалічний алмаз, теплоємність, термодинамічні властивості, ентальпія, ентропія, енергія Гіббса.

 

 УДК 666.3-419:620.181.4

П. І. Лобода*, Т. О. Соловйова**, Ю. І. Богомол, Д. О. Ремізов, О. І. Білий (м. Київ)
*decan@iff.kpi.ua
**tsolov@iff.kpi.ua

Вплив кінетичних параметрів процесу кристалізації на структуру та властивості евтектичного сплаву системи LaB₆–TiB₂ (стр. 43–52)

Досліджено вплив швидкості охолодження та надлишку бору на процес формування мікроструктури армованих керамічних композитів LaB₆–TiB₂ під час відцентрового розпилення в середовищі аргону та при нанесені на мідну підкладинку в середовищі гелію. Показано, що підвищення швидкості охолодження до 10⁶ град/с спричинює до зменшення діаметру волокон композиційного матеріалу до 0,1–0,15 мкм. Зменшення кількості бору від 2 до 1 % (за масою) призводить до збільшення діаметру та зменшення кількості волокон дибориду титану в 2–3 рази.

Ключові слова: армовані композиційні матеріали, евтектичні сплави, гексаборид лантану, диборид титану, відцентрове плазмове розпилення, мікроструктура, механічні властивості.

 

 УДК 620.22–621.921.34

М. В. Новіков, В. А. Мечник*, М. О. Бондаренко,
Б. А. Ляшенко (м. Київ)
М. О. Кузін (м. Львів)
*vlad.me4nik@ukr.net

Композиційні матеріали системи алмаз-(Co-Cu-Sn) з поліпшеними механічними характеристиками. Повідомлення 1. Вплив параметрів гарячої допресовки на структуру і властивості композиту алмаз-(Co-Cu-Sn) (стр. 53–69)

Вивчено структуру і трибологічні властивості композиційних матеріалів системи алмаз-(Co–Cu–Sn), одержаних спіканням у прес-формах за температури 800 °С впродовж 1 год з наступним гарячим допресуванням. Показано, що зміна режимів гарячого допресування дозволяє отримувати в перехідній зоні алмаз–металева зв’язка взамін часточок структурно вільного графіту, що утворюються під час графітизації поверхні алмазних зерен, нанокарбід Co₃C, присутність якого забезпечує істотне підвищення зносостійкості композитів.

Ключові слова: алмаз, кобальт, мідь, олово, прошарок, перехідна зона, фаза, композит, зневуглецювання, тиск, температура, структура, зносостійкість.

 

 УДК 669.018.2

І. В. Андреєв (м. Київ)
aigor@i.ua

Вплив термічної обробки вихідної вольфрамвмісної сировини на структуру і властивості твердих сплавів типу WC–Co з особливо дрібнозернистою структурою (стр. 70–75)

Запропоновано спосіб одержання вольфрамових твердих сплавів типу WC–Co з особливо дрібнозернистою структурою при застосуванні в процесі обробки вихідних компонентів гомогенізуючого відпалу, що дозволяє одержати особливо дисперсну вольфрамвмісну складову. Таким чином вдалося уникнути тривалого розмелу твердосплавної шихти та одержати сплави з високими показниками фізико-механічних властивостей.

Ключові слова: твердий сплав, термічна обробка, вольфрамат кобальту, спікання.

  

УДК 669.294:539.216.2

А. А. Гончаров* ( г. Сумы)
С. Н. Дуб (г. Киев)
А. В. Агулов, В. В. Петухов (г. Краматорск, г. Харьков)
*algon.61@mail.ru

Структура, состав и механические свойства тонких пленок диборидов переходных металлов (стр. 76–85)

Исследовано влияние условий осаждения на структуру, состав и механические свойства тонких пленок диборидов переходных металлов, полученных методом ВЧ-магнетронного распыления. Показано, что в зависимости от приложенного потенциала смещения и температуры подложки происходит формирование покрытий различной структуры – от аморфноподобной до нанокристаллической. При оптимальных энергетических условиях – потенциале смещения 50 В и температуре подложки ~ 500 °С – получены сверхстехиометрические тонкие пленки диборидов переходных металлов с размером зерна ~ 20–40 нм, твердостью ~ 44 ГПа и аномально высоким (~ 90 %) упругим восстановлением глубины отпечатка.

Ключевые слова: тонкие пленки, наноиндентирование, твердость, HfB₂, TaB₂.

 

 УДК 621.922.34

М. Н. Шейко*, В. Н. Скок (г. Киев)
*max-kiev@i.ua

Форма зерен как фактор, определяющий параметры алмазно-гальванического покрытия правящего инструмента. Сообщение 1. Величина занижения корпуса инструмента под нанесение алмазно-гальванического покрытия методом гальваностегии (стр. 86–88)

Приведены экспериментальные данные по толщине однослойного алмазно-гальванического покрытия с применением алмазных порошков в диапазоне зернистостей от 250/200 до 800/630, которые необходимы для расчета занижения корпуса правящего инструмента под нанесение алмазно-гальванического покрытия методом гальваностегии.

Ключевые слова: алмазно-гальваническое покрытие, алмазный порошок, правящий инструмент, технология гальваностегии.

 

 УДК 622.24.05

М. В. Супрун*, В. І. Кущ**, А. П. Закора, Р. К. Богданов (м. Київ)
*erchiki@ukr.net
**vkushch@bigmir.net

Оцінка зносостійкості бурової коронки з армуючими вставками гібридайт (стр. 89–97)

Проведено оцінку зносостійкості бурової коронки з армуючими породоруйнівними вставками, досліджено вплив їх розташування на робочий поверхні коронки. Отримано рівняння для визначення ефективного коефіцієнта зношування робочої поверхні коронки в залежності від способу його армування породоруйнівними вставками. Розроблено математичну модель формозміни профілю бурової коронки, яку можна використати для оптимізації конструкції комбінованої матриці, включаючи вибір профілю, оснащеність і застосування породоруйнівних вставок з різною зносостійкістю.

Ключові слова: зносостійкість, бурова коронка, гібридайт, комбінована матриця, коефіцієнт зношування, контактний тиск.

 

 UDC 546.27:661.636:536.421.1

V. L. Solozhenko*, V. A. Mukhanov
*vladimir.solozhenko@univ-paris13.fr

On melting of boron phosphide under pressure (стр. 98–100)

Melting of cubic boron phosphide has been studied at pressures to 9 GPa using synchrotron X-ray diffraction and electrical resistivity measurements. It has been found that above 2.6 GPa boron phosphide melts congruently, and the melting curve exhibits negative slope (–60±7 K/GPa), which is indicative of a higher density of the melt as compared to the solid phase.

Keywords: boron phosphide, melting, high pressure, high tempe­rature.