UDС 549/548.211

V. Kvasnytsya^1, *, R. Wirth², S. Piazolo³, D. E. Jacob³, P. Trimby^4
1Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
²Helmholtz-Centre Potsdam, German Research Centre for Geosciences, Potsdam, Germany
³Australian Research Council Centre of Excellence for Core to Crust Fluid Systems and Department of Earth and Planetary Sciences, Macquarie University, North Ryde, Australia
⁴Australian Centre for Microscopy and Microanalysis, The University of Sydney, Australia
*vmkvas@hotmail.com

Surface morphology and structural types of natural impact apographitic diamonds (стр. 3-18)

External and internal morphologies of natural impact apographitic diamonds (paramorphoses) have been studied. The (0001) surface morphology of the paramorphoses reflects their phase composition and the structural relationship of their constituting phases. Growth and etch figures together with the elements of crystal symmetry of lonsdaleite and diamond are developed on these surfaces. The crystal size of lonsdaleite is up to 100 nm, and that of diamond is up to 300 nm. Two types of structural relations between graphite, lonsdaleite, and diamond in the paramorphoses are observed: the first type (black, black-gray, colorless and yellowish paramorphoses) – (0001) graphite is parallel to (100) lonsdaleite and parallel to (111) diamond; the second type (milky-white paramorphoses) – (0001) graphite is parallel to (100) lonsdaleite and parallel to (112) diamond. The first type of the paramorphoses contains lonsdaleite–diamond–graphite or diamond–lonsdaleite, the second type of the paramorphoses contains predominantly diamond. The direct phase transition of graphite ® lonsdaleite and/or graphite ® diamond occurred in the paramorphoses of the first type. A successive phase transition graphite ® lonsdaleite ® diamond was observed in the paramorphoses of the second type. The structure of the paramorphoses of this type shows characteristic features of recrystallization.

Keywords: natural impact apographitic diamond, graphite, lonsdaleite, diamond, surface morphology, structure type.

 

 УДК 666.233

А. М. Панова^{1, *}, Г. П. Богатирьова¹, В. Я. Забуга², Г. Г. Цапюк², М. А. Серга¹, О. А. Бєда^2
1Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
²Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, м. Київ, Україна
*annpanova@ukr.net

Вплив металевих домішок на окислення різних форм вуглецю продукту детонаційного синтезу алмазу (стр. 19-25)

Визначено оптимальний каталізатор для селективного окислення неалмазної складової продукту детонаційного синтезу алмазу. Досліджено фазовий склад та стійкість до окислення нанопорошків алмазу, вилучених різними методами. Показано наявність залишкового “неалмазного вуглецю” в порошках алмазу, вилучених газофазним окисленням в присутності купрум (ІІ) хлориду (CuCl₂) та їх більшу стійкість до окислення, ніж вилучених із застосуванням суміші хромового ангідриду з сульфатною кислотою.

Ключові слова: алмаз, детонаційний синтез, окислення, фазовий склад, каталізатор, вилучення, вуглець.

 

 УДК 004.94:539.893:539.4

С. Б. Полотняк*, О. І. Боримський**
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*psb@ism.kiev.ua,
**lab7@ism.kiev.ua

Чисельне моделювання механічного стану багатопуансонного двоступінчастого апарату високого тиску (стр. 26-39)

Розроблено розрахункові схеми та алгоритми для чисельного моделювання методом скінченних елементів механічного стану багатопуансонного двоступінчастого апарату високого тиску (АВТ). Встановлено розподіл компонент тензору напружень, контактних та еквівалентних напружень у елементах першого та другого ступенів АВТ при створенні в контейнері тиску 18 ГПа. Досліджено вплив геометричних параметрів і фізико-механічних властивостей деформованої прокладки та пуансонів другого ступеня, виготовлених із вольфрам-кобальтового твердого сплаву різних марок та полікристалічного нітриду бору, на граничний стан пуансонів другого ступеня та рівень граничних тисків, досяжних в АВТ.

Ключові слова: високий тиск, апарат високого тиску, Kawai-type апарат, пуансон, напружений стан, міцність, метод скінченних елементів.

  

УДК: 539.32, 548.735, 539.531

В. И. Иващенко^1, *, С. Н. Дуб^2, **, П. Л. Скрынский¹, А. Д. Погребняк³, О. В. Соболь⁴, Г. Н. Толмачева⁵, В. Н. Рогоз³, А. К. Синельниченко^1
1Институт проблем материаловедения НАН Украины, г. Киев, Украина
²Институт сверхтвердых материалов НАН Украины им. В. Н. Бакуля, г. Киев, Украина
³Сумский государственный университет, г. Сумы, Украина
⁴Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт”, г. Харьков, Украина
⁵ННЦ “Харьковский физико-технологический институт, г. Харьков, Украина
*ivash@ipms.kiev.ua
**lz@ism.kiev.ua

Nb–Al–N-тонкие пленки: структурный переход от нанокристаллического твердого раствора nc-(Nb,Al)N к нанокомпозиту nc-(Nb,Al)N/a-AlN (стр. 40-54)

Проведены исследования структуры и механических свойств тонких пленок системы Nb–Al–N, полученных при магнетронном распылении мишеней из ниобия и алюминия в атмосфере Ar–N₂. Показано, что с ростом концентрации алюминия структура тонких пленок из нанокристаллической превращается в нанокомпозитную, состоящую из нанокристаллитов твердых растворов в матрице из аморфного нитрида алюминия. Твердость, модуль упругости и предел текучести тонких пленок Nb–Al–N исследовали методом наноиндентирования в режиме непрерывного контроля жесткости контакта. Установлено, что переход структуры тонких пленок Nb–Al–N от нанокристаллической к нанокомпозитной приводит к росту твердости и снижению модуля упругости в результате формирования тонкой аморфной прослойки между зернами нанокристаллитов. Большое значение отношения твердости к модулю упругости для нанокомпозитных тонких пленок Nb–Al–N указывает на то, что они являются перспективным материалом для износостойких покрытий.

Ключевые слова: Nb–Al–N, рентгеноструктурный анализ, тонкие пленки, наноиндентирование, расчеты из первых принципнов.

 

 УДК 621.793: 539.61: 669.018: 620.1

В. М. Береснев^1,*, С. А. Клименко², О. В. Соболь³, С. С. Гранкин¹, В. А. Столбовой⁴, П. В. Турбин^1, 5, В. Ю. Новиков⁶, А. А. Мейлехов³, С. В. Литовченко¹, Л. В. Маликов^1, 5
1Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина, г. Харьков, Украина
²Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
³Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт”, г. Харьков, Украина
⁴Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”, г. Харьков, Украина
⁵Научный физико-технологический центр МОН и НАН Украины, г. Харьков, Украина
⁶Белгородский государственный университет, г. Белгород, РФ
*beresnev-scpt@yandex.ru

Влияние режимов осаждения на структурно-фазовое состояние, твердость и трибологические характеристики вакуумно-дуговых многослойных покрытий Mo₂N/CrN (стр. 55-64)

Для вакуумно-дуговых многослойных Mo₂N/CrN-систем с нанометровой  толщиной слоев проведено комплексное исследование влияния технологических параметров, ответственных за энергетическое состояние осаждаемых частиц, на элементный и структурно-фазовый  составы, твердость и трибологические  характеристики формируемых покрытий. Установлено образование двух структурно-фазовых типов в совмещенных нитридных слоях: γ-Mo₂N/CrN с изоструктурными кубическими кристаллическими решетками и γ-Mo₂N/β-Cr₂N с неизоструктурными кубической и гексагональной решетками.

Ключевые слова: вакуумно-дуговой метод осаждения, многослойные покрытия, трибологические характеристики.

 

 УДК 621.623

А. Ю. Филатов*, В. И. Сидорко, С. В. Ковалев, Ю. Д. Филатов, А. Г. Ветров
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
*filatov.alexandr@gmail.com

Производительность полирования анизотропных монокристаллических материалов для оптоэлектроники (стр. 65-76)

В результате исследований закономерностей формирования прецизионных поверхностей элементов из анизотропных монокристаллических материалов для оптоэлектронной техники сформулирована обобщенная модель съема обрабатываемого материала при полировании суспензиями полировальных порошков. Установлено, что производительность полирования плоскостей сапфира с различной кристаллографической ориентацией возрастает в ряду m < c < a < r при увеличении объема, площади поверхности и наиболее вероятного размера частиц шлама, а также энергии диспергирования материала с обрабатываемой грани.

Ключевые слова: полирование, частица шлама, энергия переноса.

 

 УДК 621.9.04

А. А. Виноградов
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
almavin@meta.ua

О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов (стр. 77-87)

Проанализированы известные способы определения угла h направления схода стружки по передней поверхности инструмента при косоугольном свободном резании пластичных металлов. Предложен способ оценки этого угла по усадке стружки, основанный на определении действительного (рабочего) переднего угла g_д инструмента в плоскости нормальной плоскости резания и проходящей через направление движения стружки. Представлены сравнительные результаты расчета и отмечено преимущество предложенного способа по простоте и точности определения угла h.

Ключевые слова: косоугольное резание, лезвийный инструмент, механизм стружкообразования, направление схода стружки.

 

 УДК 621.921.34–492.544.023.5:539.215

В. И. Лавриненко^1, *, В. Г. Полторацкий^1, **, М. Н. Сафонова^2, ***, Г. А. Петасюк¹, А. А. Девицкий^1
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
²Северо-Восточный федеральный университет
им. М. К. Аммосова, г. Якутск, Республика Саха (Якутия), РФ
* lavrinenko@ism.kiev.ua
** vg.poltoratsky@gmail.com
*** marisafon_2006@mail.ru

К вопросу об использовании в шлифовальных кругах разнодисперсных порошков из компактов на основе синтетического и природного алмаза с углеродной связкой (стр. 88-94)

Изучена возможность использования разнодисперсных порошков из компактов на основе синтетического и природного алмаза с углеродной связкой в шлифовальных кругах при обработке твердых сплавов. Показано, что частичная (50 %) или полная замена синтетических алмазов порошками компактов, содержащих алмазные зерна с покрытием в виде сверхтвердой оболочки из микропорошков природных якутских алмазов из отходов гранильного производства с углеродной связкой, позволяет существенно (более чем в 3 раза) повысить износостойкость алмазных шлифовальных кругов.

Ключевые слова: углеродная связка, микропорошки якутского природного алмаза, компакты, шлифпорошки, шлифовальные круги, износостойкость.

 

 УДК 661.657.5

В. З. Туркевич*, Д. А. Стратійчук, Д. В. Туркевич
Інститут надтвердих материалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*vturk@ism.kiev.ua

Термодинамічний розрахунок діаграми стану системи Si–C при тисках до 8 ГПа (стр. 95-98)

За допомогою моделей феноменологічної термодинаміки з параметрами взаємодії, що визначено на основі експериментальних даних із фазових рівноваг при високих тисках і температурах, розраховано ізобаричні перерізи діаграми стану системи кремній–вуглець при тисках до 8 ГПа.

Ключові слова: система кремній–вуглець, діаграма стану системи, феноменологічна термодинаміка, параметри взаємодії, енергія Гіббса, тиск.