УДК 548.661.66+539.233

А. А. Шульженко^1, *, Л. Яворска^2, **, А. Н. Соколов¹, В. Г. Гаргин¹, Н. Н. Белявина^3
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
²The Institute of Advanced Manufacturing Technology, Krakow, Poland
³Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко, г. Киев, Украина
*shulzhenko35@mail.ru
**lucyna.jaworska@ios.krakow.pl

Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур (стр. 3–13)

Экспериментально изучено влияние высокого давления (7,7 ГПа) и температуры (1700 °С) в присутствии растворителей углерода (сплав Ni–Mn, железо) на фазовые превращения как графеновых пластинок с высокой степенью кристалличности, имеющих менее четырех монослоев, и толщиной не превышающей 5 нм, так и порошков многослойных графенов (10–20 монослоев) толщиной 8–12 нм. Установлены факторы как способствующие, так и препятствующие синтезу алмаза из графена в присутствии растворителей углерода. Показано, что предпочтительным является механизм превращения многослойных графенов в алмаз при высоком давлении и температуре по двухстадийной схеме синтеза алмаза (т. е. после трехмерного структурного упорядочения графена на первой стадии).

Ключевые слова: графен, графит, алмаз, синтез, фазовое превращение.

 

 УДК 621.921.34:548.736.15

Т. В. Коваленко*, С. А. Ивахненко, В. В. Лысаковский, С. А. Гордеев, А. В. Бурченя
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
*tetiana.v.kovalenko@gmail.com

Дефектно-примесный состав монокристаллов алмаза, выращенных в системе Fe–Mg–Al–C (стр. 14–19)

Исследованы особенности формирования дефектно-примесного состава монокристаллов алмаза, выращенных в ростовой системе Fe–Mg–Al–C методом температурного градиента при давлении 7,2–8,2 ГПа и температуре 1700–1900 °С. Показано, что с увеличением содержания магния в ростовой системе тип выращенных кристаллов изменяется в последовательности IIa → IIb.

Ключевые слова: монокристаллы алмаза, система Fe–Mg–Al–C, бор, дефектно-примесный состав.

 

УДК 539.533

С. Н. Дуб^1, *, И. А. Петруша¹, В. М. Бушля², Т. Танигучи³, В. А. Белоус⁴, Г. Н. Толмачова⁴, А. В. Андреев^3
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
²Университет Лунда, г. Лунд, Швеция
³Национальный институт материаловедения, г. Цукуба, Япония
⁴ННЦ Харьковский физико-технический институт,
г. Харьков, Украина
*sergey-dub@bigmir.net

Теоретическая прочность на сдвиг и зарождение пластической деформации при нанодеформировании кубического нитрида бора (стр. 20–34)

Наноиндентирование в режиме непрерывного контроля жесткости контакта применялось для исследования зарождения пластической деформации при нанодеформировании кубического нитрида бора (cBN), что позволило выявить упругопластический переход в контакте и измерить предел текучести cBN на наноуровне. Для монокристалла (111) cBN наблюдали резкий упругопластический переход (pop-in) в результате гомогенного или гетерогенного зарождения дислокаций в свободной от дислокаций области под контактом. Анализ данных, полученных при гомогенном зарождении дислокаций в области контакта, позволил экспериментально оценить теоретическую прочность cBN на сдвиг и его идеальную (упругую) твердость. Для образца мелкозернистого cBN с нанодвойниковой субструктурой наблюдали плавный упругопластический переход в результате движения и размножения уже существующих в области контакта дислокаций.

Ключевые слова: cBN, механические свойства, наноиндентирование, зарождение дислокаций, теоретическая прочность на сдвиг.

 

UDC 532.64.669

O. P. Umanskyi, M. V. Pareiko, M. S. Storozhenko*, V. P. Krasovskyy
Frantsevich Institute for Problems of Materials Science of National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, Ukraine
*storozhenkomary@ukr.net

Wetting and interfacial behavior of Fe-based self-fluxing alloy-refractory compound systems (стр. 35–42)

In this study the wettability and interfacial behaviour of the TiC–FeNiCrBSiC and TiB₂–FeNiCrBSiC systems were investigated. The wetting experiments were performed by the sessile drop method at 1150 °C under a vacuum. The contact angles of TiC and TiB₂ wetting by melted Fe-based self-fluxing alloy were 51° and 36°, respectively. Thermodynamic calculations were carried out to understand the metal-ceramic interaction mechanism in the TiC–FeNiCrBSiC and TiB₂–FeNiCrBSiC systems. The structure of the interface region in the TiB₂–FeNiCrBSiC system was characterized by the optical microscopy and SEM-EDS analysis. The formation of Fe, Ni, Cr and Mo complex borides was revealed within the interface region of the TiB₂–FeNiCrBSiC system.

Keywords: self-fluxing alloy, refractory compound, contact angle, titanium diboride, titanium carbide.

 

УДК 621.921

С. А. Кухаренко, Е. А. Пащенко*, В. Н. Ткач (г. Киев)
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
*lab6_1@ism.kiev.ua 

Особенности межфазной границы стеклометаллических покрытий порошков сверхтвердых материалов с металлической матрицей (стр. 43–55)

Изложены и обобщены основные результаты по исследованию особенностей формирования межфазной границы стеклопокрытий на порошках алмаза и cBN с металлами – связующими шлифовального инструмента. Показано, что взаимная диффузия, происходящая в контактной зоне, приводит к повышению адгезии на границе раздела фаз, что обеспечивает прочное закрепление металлического покрытия на стеклоагрегате, а самого стеклоагрегата в металлической связке.

Ключевые слова: композиты, силикатное стекло, стеклопокрытие, адгезия, контактная зона, диффузия, металлическая связка.

 

 UDC 66.091.1:669.295:543.442.3

W. Mao, K. Bao*, F. Cao, L. Ye, H. Xie, B. Li, W. Wang
College of Chemistry and Pharmacy Engineering, Nanyang Normal University, Henan, P. R. China
**baokeyan@126.com

Facile and scalable synthesis of Ti₅Si₃ nanoparticles via solid-state route in an autoclave (стр. 56–61)

A novel method of the synthesis of titanium silicide nanoparticles via solid-state route in an autoclave at 700 °C is reported. The reaction of titanium silicide could be described briefly as: 5TiO₂ + 3Si + 20Li = Ti₅Si₃ + 10Li₂O. XRD pattern indicated that the product was hexagonal Ti₅Si₃. The Ti₅Si₃ particle size (about 20–40 nm) is confirmed by the TEM images. Furthermore, the thermal stability and oxidation resistance of the titanium silicide nanoparticles were also investigated.

Keywords: titanium alloys, nanocrystalline materials, X-ray diffraction (XRD).

 

УДК 544.47+544.146.5

С. В. Гайдай^1,*, В. С. Гринько¹, М. Г. Жлуденко¹, А. Г. Дяченко¹, В. М. Ткач², О. В. Іщенко^1
1Київський національний ун-т ім. Тараса Шевченка, м. Київ, Україна
²Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*gaidaisv@mail.ru

Активність нанесених на вуглецеве волокно Fe–Co-каталізаторів у реакції метанування СО₂ (стр. 62–70)

Досліджено каталітичну активність нанесених на вуглецеве волокно Fe–Со-каталізаторів в реакції метанування СО₂. Показано, що каталізатори, отримані нанесенням активної маси на попередньо окиснене або відновлене очищене вуглецеве волокно, проявляють меншу каталітичну активність. Методом скануючої електронної мікроскопії доведено, що збільшення оксигенвмісних функціональних груп на поверхні носія негативно впливає на каталітичну активність зразків в реакції метанування, а також ускладнює процеси приєднання нітратів металів до поверхні носія і відновлення активної маси під час синтезу каталізаторів. Найвищу каталітичну активність в реакції метанування СО₂ показав зразок Fe:Со = 86:14, нанесений на немодифіковане очищене вуглецеве волокно (T₆₅ = 390 °C із S_CH4 = 88 %).

Ключові слова: метанування СО₂, нанесені Fe–Co-каталіза­тори, вуглецеве волокно.

 

УДК 621.923

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

Формообразование плоских поверхностей оптоэлектронных элементов при алмазном полировании (стр. 71–77)

На основе физико-статистической модели образования частиц шлама обрабатываемого материала при алмазном полировании проведен анализ производительности съема и точности геометрической формы плоских поверхностей оптоэлектронных элементов из кварца, нитрида алюминия и нитрида галлия. Определены наиболее рациональные значения кинематических параметров настройки станка, при которых достигается требуемая точность формообразования. Приведены результаты экспериментальной проверки данных расчета производительности полирования и отклонения формы обработанных поверхностей.

Ключевые слова: алмазное полирование, производительность, отклонение формы.

 

УДК 621.922.34

М. Н. Шейко*, В. Н. Скок
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
*max-kiev@i.ua

Алмазно-гальваническое покрытие с протекцией алмазным микропорошком в правящем инструменте. Сообщение 1. Режим нанесения покрытия (стр. 78–87)

Предложен способ протекции алмазно-гальванического покрытия в правящем инструменте, изготовленном методом гальванопластики, состоящий в использовании алмазного микропорошка, содержащегося в поверхностном слое никелевой связки покрытия и защищающего поверхность связки от гидроабразивного износа. Представлен метод расчета режима осаждения никеля – основы нанесения алмазно-гальванического покрытия – с учетом изменения площади свободной поверхности осаждения за счет площади сечения алмазных зерен рабочей фракции и микропорошка, который позволяет вычислить скорость, временя заращивания, конечную толщину покрытия и его защитного подслоя.

Ключевые слова: алмазно-гальваническое покрытие, правящий инструмент, метод гальванопластики, протекция, алмазный микропорошок, режим нанесения покрытия.

  

УДК 546.26.057:662.237.3

В. Ю. Долматов^1, *, A. Vehanen², V. Myllymӓki^2
1ФГУП “Специальное конструкторско-технологическое бюро “Технолог”, г. Санкт-Петербург, Россия
²Carbodeon Ltd. Oy, г. Вантаа, Финляндия
*diamondcentre@mail.ru

Влияние состава водной бронировки заряда из сплава тротила с гексогеном на выход и качество детонационного наноалмаза и алмазной шихты при детонационном синтезе (стр. 88–92)

Приведены факторы детонационного синтеза, определяющие выход детонационных наноалмазов, алмазной шихты и их качество. Описано влияние такого важного фактора, как состав бронировки (оболочки) заряда взрывчатого вещества. Рассмотрены три различных варианта подрыва заряда взрывчатого вещества – газовый, водный, ледяной, их преимущества и недостатки. Показано влияние состава смесей водных растворов различных веществ (органических и неорганических) на результат детонационного синтеза.

Ключевые слова: детонационный синтез, бронировка, алмазная шихта, детонационные наноалмазы, смесь тротила и гексогена, уротропин, несгораемые примеси, взрывная камера.

 

UDC 661.657.5:536.421.1:539.89

V. L. Solozhenko*, V. A. Mukhanov
LSPM–CNRS, Université Paris Nord, 93430 Villetaneuse, France
*vladimir.solozhenko@univ-paris13.fr

On melting of boron subnitride B₁₃N₂ under pressure (стр. 93–95)

Melting of rhombohedral boron subnitride B₁₃N₂ has been studied in situ at pressures to 8 GPa using synchrotron X-ray diffraction and electrical resistivity measurements. It has been found that above 2.6 GPa B₁₃N₂ melts incongru­ently, and the melting curve exhibits positive slope of 31(3) K/GPa that points to a lower density of the melt as compared to the solid phase.

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