УДК 666.233

В. Ю. Долматов^1, *, Н. М. Лапчук², Т. М. Лапчук², B. T. T. Nguyen², V. Myllymäki³, A. Vehanen³, Яковлев Р. Ю.^4
1ФГУП “СКТБ Технолог”, г. Санкт-Петербург, Россия
²Белорусский государственный университет, г. Минск, Республика Беларусь
³Carbodeon Ltd Oy,Vantaa, Finland
⁴Рязанский государственный медицинский университет им. академика И. П. Павлова, г. Рязань, Россия
*diamondcentre@mail.ru

Исследование дефектов и примесей в допированных детонационных наноалмазах методами ЭПР, РД и КРС (стр. 3–16)

Исследованы спектроскопическими методами (электронным парамагнитным резонансом, рентгеновской дифракцией и комбинационным рассеянием света) образцы детонационных наноалмазов, модифицированных в момент синтеза введением допирующих элементов различными способами. Впервые косвенно показано присутствие центров Р1 в кристаллах детонационных наноалмазов. Рассмотрены природа и распределение спинов, наблюдаемых методом электронного парамагнитного резонанса, состав фаз и размер области когерентного рассеяния, рентгеновская плотность исследуемых образцов детонационных наноалмазов.

Ключевые слова: электронный парамагнитный резонанс, рентгеновская дифракция, комбинационное рассеяние света, детонационный наноалмаз, допирование, элементы Периодической системы.

  

УДК 544.3:621.762

А. Ф. Лисовский (г. Киев)
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
lisovsky@ism.kiev.ua

Термодинамика образования новой фазы в композиционном материале (стр. 17–22)

Рассмотрен композиционный материал, состоящий из частиц определенной фазы и связки. В материал введены частицы другой фазы, компоненты которых химически взаимодействуют с компонентами частиц первой фазы, образуя новую фазу. Получены термодинамические функции, описывающие процессы растворения первой и второй фазы в связке, химического взаимодействия их компонентов и образования новой фазы. Описаны условия, при которых протекают перечисленные выше процессы.

Ключевые слова: композиционный материал, термодинамика, фаза.

  

УДК 538.9

Р. В. Конакова¹, О. Б. Охрименко^1, *, А. Ф. Коломыс¹, В. В. Стрельчук¹, А. М. Светличный², О. А. Агеев², Е. Ю. Волков³, А. С. Коломийцев², И. Л. Житяев²,
О. Б. Спиридонов^4
1Институт физики полупроводников им. В. Е. Лашкарева НАН Украины, г. Киев, Украина
²Южный федеральный университет, Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения, г. Таганрог, Россия
³Некоммерческое партнерство “Южный лазерный инновационно-технологический центр”, г. Таганрог, Россия
⁴Южный федеральный университет, Научно-конструкторское бюромоделирующих и управляющих систем, г. Таганрог, Россия
*olga@isp.kiev.ua

Автоэмиссионные свойства острийных катодов на основе пленок графена на SiC (стр. 23–29)

Рассмотрены электрические свойства низкопороговых автоэмиссионных катодов, сформированных путем выращивания нанокластерных пленок графена на острийной поверхности сильнолегированного n⁺SiC методом сублимационной эпитаксии. Качество графенового покрытия оценено на основании морфологических исследований и спектроскопии комбинационного рассеяния света. На основе вольт-амперной характеристики рассчитана работа выхода (~ 0,76 эВ) из острийного катода с графеновым покрытием. Такое низкое значение работы выхода объяснено в рамках предположения о нанокластерной природе пленки графена и тем, что источником автоэмиссии являются нанокластеры графена.

Ключевые слова: острийный катод, графен, карбид кремния, работа выхода.

 

 УДК 666.3:539.5

Т. Б. Сербенюк^1, *, Т. О. Пріхна¹, В. Б. Свердун¹, В. І. Часник², В. В. Ковиляєв³, J. Dellith⁴, В. Є. Мощіль¹, А. П. Шаповалов¹, А. А. Марченко¹, Л. О. Полікарпова^1
1Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
²Державне підприємство “Науково-дослідний інститут “Оріон”
³Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, м. Київ, Україна
⁴Інститут фотонних технологій, Йена, Німеччина
*serbenuk@ukr.net

Вплив розміру включень SiC у структурі aln–SiC на електрофізичні властивості композиту (стр. 30–41)

Досліджено композиційні матеріали AlN–SiC–Y₃Al₅O₁₂ з високим рівнем поглинання НВЧ-випромінювання (27–65 дБ/см), одержані методом вільного спікання сумішей 46 % (за масою) AlN(2Н), 4 % (за масою) Y₂O₃ і 50 % (за масою) SiC(6Н) з використанням SiC різних дисперсностей (1, 5 і 50 мкм). Показано, що питомий електричний опір розроблених матеріалів істотно залежить від їх структури: розміру включень SiC, відстані між ними та стану міжфазних границь. Встановлено, що збільшення розміру включень SiC у структурі матеріалу від 3 до 7 мкм призводить до зниження питомого електричного опору від 10⁴ до 90 Ом∙м, а при їх зменшенні від 3 до 0,5 мкм формується безперервний каркас із SiC, що також спричиняє падіння опору до 210 Ом∙м. Таким чином, композиційні матеріали, що містять 50 % (за масою) SiC із розміром включень SiC 3 мкм, є найбільш ефективними для виготовлення поглиначів НВЧ-випро­міню­вання. Прошарки алюмоітрієвого гранату, що розташовані по границях зерен SiC, перешкоджають формуванню твердих розчинів AlN(2H)–SiC(6H) і, таким чином, дозволяють зберегти високий рівень діелектричних характеристик композиційного матеріалу на основі нітриду алюмінію і забезпечити високий рівень поглинання НВЧ-випромінювання.

Ключові слова: композит AlN–SiC, алюмоітрієвий гранат, поглинання НВЧ-випромінювання, структура, Оже-спектроскопія, скануюча електронна мікроскопія, питомий електричний опір.

  

661.875.657:542.9

W. Mao*, K. Bao**, G. Liu, H. Xie, C. Chen, L. Ye, B. Li, X. Zhao
College of Chemistry and Pharmacy Engineering, Nanyang Normal University, Henan, P. R. China
*maowutao@126.com
**baokeyan@126.com

Synthesis of orthorhombic chromium boride by solid state reaction (стр. 42–46)

Chromium boride is characterized by interesting properties, like high melting point, hardness, and corrosion and abrasion resistances. In this paper a novel synthesis of chromium boride micropaticles via a solid-state route at 600 °C is reported. The X-ray diffraction pattern taken from the reaction product indicated that the product was orthorhombic chromium boride. The CrB particle size (about 1~2 mm) is confirmed by FESEM and TEM images. Solid state reactions that were carried out in sealed autoclave systems provide an alternative, convenient, and environmentally friendly pathway for the fabrication of CrB.

Keywords: solid state reactions, chromium boride, synthesis.

 

 621.793.002.3-419:533.273

K. S. Kim, H. K. Kim, J. H. La, K. B. Kim, S. Y. Lee*
Center for Surface Technology and Applications, Department of Materials Engineering, Korea Aerospace University, GoYang-si, Gyeonggi-do, South Korea
*sylee@kau.ac.kr

Influence of N₂ partial pressure on the microstructure, hardness, and thermal stability of CrZrSiN nanocomposite coatings (стр. 47–56)

The effects of N₂ partial pressure in the unbalanced magnetron sputtering process on the microstructure, hardness, and thermal stability of the CrZrSiN nanocomposite coating were investigated. A typical nanocomposite structure, composed of a crystalline phase and an amorphous phase was obtained and the distribution of these phases changed with increasing N₂ partial pressure. The N_1s spectra revealed the presence of two-peak characteristic of nitrogen in the CrZrN and SiN_x phases, and the ratio of the peak’s SiN_x to CrZrN intensity increased with increasing N₂ partial pressure, indicating an increase in the amorphous phase in the nanocomposite microstructure. As N₂ partial pressure increased, the CrZrSiN coating hardness decreased from 38 to 30 GPa due to the increasing amount of the SiN_x amorphous phase. After the thermal stability test, the hardness values of the CrZrSiN coatings were maintained at approximately 30 GPa up to 800 °C, but the hardness decreased rapidly to 18 GPa after annealing at 900 °C. This drastic change of hardness over 900 °C was due to the formation of a Cr₂O₃ phase in the CrZrSiN coating.

Keywords: coating, nanocomposite, microstructure, amorphous phase.

  

УДК 621.723:620.669.018:45:621.9.0

О. К. Порада¹, А. О. Козак¹, В. І. Іващенко^1, *, С. М. Дуб², Г. М. Толмачева^3
1Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, м. Київ, Україна
²Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
³ННЦ “Харківський фізико-технологічний інститут”,
м. Харків, Україна
*ivash@ipms.kiev.ua

Тверді плазмохімічні a-SiCN-покриття (стр. 57–66)

Аморфні SiCN-покриття було осаджено на кремнієві підкладки методом плазмохімічного осадження (PECVD) з використанням гексаметилдісилазану в якості основного прекурсора. Досліджено вплив температури осадження на структуру, хімічний склад і механічні властивості покриттів. Встановлено, що при температурах до 400 °С мало місце осадження гідрогенізованих аморфних SiCN (a-SiCN:H)-покриттів, твердість яких не перевищує 23 ГПа. З подальшим підвищенням температури розподіл міцних зв’язків Si–C, Si–N і C–N в покриттях практично не змінюється, а кількість слабких водневих зв’язків С–Н, Si–H і N–H зменшується. Як наслідок такого перерозподілу  хімічних зв’язків при температурах 650–700 °C осаджуються a-SiCN-покриття з твердістю понад 32 ГПа. Відпал у вакуумі при 1200 °С не впливає помітно на структуру, твердість і модуль пружності a-SiCN-покриттів.

Ключові слова: a-SіCN, тверді покриття, плазмохімічне осадження, PECVD, гексаметилдісилазан, наноіндентування, твердість.

 

 УДК 548.736.15:535.4

І. М. Фодчук¹, М. Д. Борча^1, *, В. Ю. Хоменко¹, С. В. Баловсяк¹, В. М. Ткач², О. О. Стаценко^2
1Чернівецький національний університет ім. Юрія Федьковича, м. Чернівці, Україна
²Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*m_borcha@ukr.net

Деформаційний стан кристалів синтетичного алмазу за даними методу дифракції зворотно розсіяних електронів (стр. 67–73)

Запропоновано спосіб визначення компонент тензора дефор­мацій з аналізу розподілів інтенсивності зворотно розсіяних електронів на картинах Кікучі. Досліджено деформаційний стан локальних ділянок кристала синтетичного алмазу, отриманого методом температурного градієнта в сис­темі Fe–Al–C нарощуванням на монокристал алмазу, синтезованого у системі Ni–Mn–C. Побудовано характеристичні поверхні тензорів та еліпсоїди дефор­мацій, проаналізовано особливості їх розподілу по кристалу. Діагональні компо­ненти тензора визначали зі змін розподілів інтенсивності окремих смуг, інші компо­ненти – зі зміщення осей зон відносно їх положень на еталонній картині Кікучі.

Ключові слова: алмаз, алмазні плівки, тензометрія, метод Кікучі.

  

УДК 621.921.34-492.544.023.5:539.215

Г. А. Петасюк
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
petasyuk@ukr.net

Системно-аналоговий метод ідентифікації геометричної форми проекції зерен абразивних порошків (стр. 74–89)

Представлено новий удосконалений метод ідентифікації та кількісного оцінювання геометричної форми проекції зерен абразивних порошків, що заснований на системно-аналоговому підході. Як аналоги прийняті 2D-геометричні фігури (коло, еліпс, трикутник, канонізовані форми чотирикутника, правильні п’яти-, шести- і восьмикутники), що допускають неадитивне аналітичне подання площі через твірні параметри, число яких не більше трьох. Введено диференціальну та інтегральну характеристики формоподібності, запропоновано аналітичний апарат визначення показників цих характеристик. Представлено результати апробації методу на шліфпорошках синтетичного алмазу та кубічного нітриду бору.

Ключові слова: алмазні порошки, форма проекції зерен, іденти­фікація, аналоги проекції, кількісне оцінювання, апробація.