УДК 621.921.34:666.233+661.66:620.5

А. А. Шульженко^1, *, Л. Яворска^2, **, А. Н. Соколов¹, В. Г. Гаргин¹, Г. А. Петасюк¹, Н. Н. Белявина³, А. П. Закора¹, М. В. Супрун¹, В. Н. Ткач^1
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины
²The Institute of Advanced Manufacturing Technology, Krakow, Poland
³Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко, Украина
*alexshulzhenko35@gmail.com
**lucyna.jaworska@ios.krakow.pl

Новый износостойкий сверхтвердый алмазный композиционный поликристаллический материал (стр. 3–11)

Активированным НРНТ-спеканием алмазных порошков с добавкой n-слойного графена марки N002-PDR был получен новый сверхтвердый композиционный поликристаллический материал, не содержащий свободного кремния, с прочностью на 35 % и износостойкостью в 7 раз выше, чем у образцов, полученных без добавки графена.

Ключевые слова: алмаз, графен, активирующая добавка, НРНТ-спекание, прочность, износостойкость.

 

 УДК 666.3:539.5

Т. Б. Сербенюк^{1, *}, Т. О. Пріхна¹, В. Б. Свердун¹, Н. В. Свердун¹, В. Є. Мощіль¹ , О. П. Осташ², Б. Д. Василів², В. Я. Подгурська², В. В. Ковиляєв³, В. І. Часник^4
1Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
²Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, м. Львів, Україна
³Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, м. Київ, Україна
⁴Державне підприємство “Науково-дослідний інститут “Оріон”
*serbenuk@ukr.net

Вплив добавки y₂o₃ на структуроутворення та властивості композиційних матеріалів на основі AlN–SiC (стр. 12–22)

Представлено результати досліджень міцності під час згинання та об’ємного електричного опору композиційних матеріалів на основі AlN–SiC з добавками 2–6 % (за масою) Y₂O₃. Показано, що при збільшенні у шихті вмісту Y₂O₃ від 2 до 6 % (за масою) інтенсифікується ущільнення композитів, підвищується їх електричний опір від (1,4–5,4)∙10⁶ до (1,8–5,94)∙10⁷ Ом∙см (при 20 °С), який при підвищенні температури знижується по експоненті і при 800 °С для всіх композитів становить (5–6)∙10⁴ Ом∙см. Встановлено, що матеріали з меншим вмістом Y₂O₃ мають дещо більше значення межі міцності під час згинання, а саме 110 МПа.

Ключові слова: композит, AlN, SiC, мікроструктура, межа міцності під час згинання, питомий електричний опір.

  

УДК 539.23

А. О. Поздняков^{1, 2,} *, А. П. Возняковский^3, **, А. В. Калинин^3
1Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург, Россия
²Институт проблем машиноведения РАН, г. Санкт-Петербург, Россия
³Федеральное унитарное государственное предприятие “Научно-исследовательский институт синтетического каучука им. акад. С. В. Лебедева”, г. Санкт-Петербург, Россия
*ao.pozd@mail.ioffe.ru
**apvozn@gmail.com

Механизм функционализации поверхности детонационных наноалмазов: масс-спектрометрическое исследование (стр. 23–29)

С помощью метода термодесорбционной масс-спектрометрии сравнивали процесси образования летучих продуктов при нагревании смесей детонационных наноалмазов с перфторированным спиртом и наноалмазов, подвергнутых направленной химической модификации перфторированным спиртом. Обнаружена смена механизма деструкции и повышение на ~ 100 °С термостабильности перфотрированного спирта в результате направленной химической модификации, предложены наиболее вероятные модели функционализации через водородные и ковалентные связи гидроксильной группы фторрадикалов с карбоксильными группами поверхности наноалмазных частиц, сделаны оценки степени функционализации и энергий активации десорбции продуктов деструкции функционализированных молекул.

Ключевые слова: детонационные наноалмазы, функционализации поверхности, механизм функционализации, метод масс-спектрометрии.

  

УДК 666.762.856

В. Ф. Горбань¹, А. О. Андреєв², М. В. Карпець¹, В. А. Столбовий², О. В. Канцир^{1, *}, О. А. Рокицька¹, О. І. Бужинець^1
1Інститут проблем матеріалознавства НАН України, м. Київ, Україна
²Національний науково-технічний центр “Харківський фізико-технічний інститут” НАН України, г. Харків, Україна
*elena.kantsyr@ukr.net

Структурний стан та властивості нітридних покриттів на основі високоентропійного сплаву Ti₃₀Zr₂₅Nb₂₀Hf₁₅Ta₁₀Y₅ (стр. 30–36)

Встановлено закономірності формування нітридних покриттів на основі високоентропійного багатокомпонентного сплаву Ti₃₀Zr₂₅Nb₂₀Hf₁₅Ta₁₀Y₅ у вихідному стані без азоту і в азоті. Вихідний матеріал сплаву – твердий розчин на основі ОЦК-ґратки. При подальшому напиленні зразків в атмосфері з різним вмістом азоту формується покриття на основі ГЦК-ґратки. При оптимальних умовах напилення нітридне покриття на основі високоентропійного багатокомпонентного сплаву має твердість на рівні 50 ГПа і приведений модуль пружності 350 ГПа.

Ключові слова: високоентропійні сплави, ентропія системи, вакуумно-дугові покриття, інтерметалідні фази, нітридні покриття, кластерна будова.

  

UDC 621.793:669.295

S. H. Din^{1, *}, M. A. Shah², N. A. Sheikh^1
1Department of Mechanical Engineering, National Institute of Technology, Srinagar, 190006, India
²Department of Physics, National Institute of Technology, Srinagar, 190006, India
*sajad_08phd12@nitsri.net

Tribological performance of titanium alloy Ti–6Al–4V via CVD-diamond coatings (стр. 37–52)

In the present study, HFCVD nanocrystalline, microcrystalline and boron-doped nanocrystalline diamond coatings have been deposited on titanium alloy. The effect of boron doping on coefficient of friction and residual stresses of diamond coatings have been studied. The tribological characteristics of the aforementioned three coatings on Ti–6Al–4V substrates were studied using ball on disc micro-tribometer, the thickness of the coatings being 3 mm. The coated Ti–6Al–4V discs were slid against alumina (Al₂O₃) balls with normal load ranging from 1 to 10 N. The boron-doped NCD coated sample disc was found to possess the lowest average coefficient of friction ~ 0.0804 while the undoped NCD and MCD coated sample discs were found to possess the average coefficients of friction of ~ 0.143 and ~ 0.283, respectively. Raman spectroscopy studies revealed that the residual stresses in boron-doped nanocrystalline coatings were tensile in nature, while the residual stresses in undoped NCD and MCD were found to be of compressive nature.

Keywords: boron doping, CVD diamond coatings, friction coefficient.

 

 UDC 661.665.2-033.24:669.27

C. Liu¹, N. Lin^{1, 2, *}, Y. H. He¹, W. S. Liu¹, Y. Z. Ma^1
1State Key Laboratory for Powder Metallurgy, Central South University, Changsha, China
²School of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha, China
*linnan@csu.edu.cn

Influence of micron WC addition on the microstructure and mechanical properties of ultrafine WC–Co cemented carbides at the elevated temperature (стр. 53–61)

In this paper, the influence of micron-grained WC additions with the different grain sizes on the microstructure and hardness of ultrafine WC–Co cemented carbides at the elevated temperature were investigated by the scanning electron microscope and mechanical properties test. The Vickers hardness and transverse rupture strength of hardmetals were measured at temperatures ranging from room temperature to 800 °C. The results show that the addition of micron-sized WC particles can lead to the increase of fracture toughness and slow the decreasing of hardness at the elevated temperature.

Keywords: WC–Co, microstructure, transverse rupture strength, high temperature hardness, fracture toughness.

  

UDC 621.921.1:661.657.5

P. Han, W. Li, J. Peng, W. Zou*
College of Materials Science & Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou, China
*wenjun_zou1984@163.com

Influence of Sn and Bi additions on the structures and wear properties of Cu–Sn–P–Ce cBN tools (стр. 62–67)

In this work Sn and Bi were added to Cu–Sn–P–Ce for improving its microstructures and properties. Structures of the three matrices were investigated by XRD, SEM and EDS. The Cu₄₁Sn₁₁ became the main microstructure with some pores, the grinding ratio increased, and the grinding efficiency improved slightly with the addition of Sn to Cu–Sn–P–Ce. Bi was distributed in the form of simple substance, the grinding ratio increased, and the grinding efficiency greatly reduced with the addition of Bi to Cu–Sn–P–Ce.

Keywords: cBN, metal matrix, structure, wear properties.

 

УДК 621.623

Ю. Д. Филатов
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
filatov@ism.kiev.ua

Шероховатость поверхностей оптоэлектронных элементов при механическом полировании (стр. 68–76)

В результате исследований закономерностей механического полирования оптоэлектронных элементов из кристаллических материалов установлено, что параметры шероховатости обработанных поверхностей линейно возрастают при увеличении наиболее вероятных значений размеров и площади поверхности частиц шлама, объема элементарной ячейки и площади обрабатываемой грани кристалла. Показана обратно пропорциональная зависимость параметров шероховатости от энергии, которая затрачивается на образование частиц шлама. Относительная шероховатость обработанных поверхностей кристаллов карбида кремния, нитрида галлия, нитрида алюминия и сапфира характеризуется соотношением 0,68:0,67:0,63:1,00.

Ключевые слова: полирование, частица шлама, шероховатость.

  

УДК 621.95

Л. Н. Девин^1, *, А. И. Гречук¹, Б. В. Лупкин^2
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
²Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского “Харьковский авиационный институт”, г. Харьков, Украина
*ldevin@ism.kiev.ua

Сверление отверстий в деталях из композиционных материалов с использованием инструментов из сверхтвердых поликристаллов (стр. 77–85)

Показаны преимущества применения инструментов из поликристаллов сверхтвердых материалов при сверлении отверстий в деталях из волокнистых композитов. Приведены результаты сравнения качества отверстий при использовании сверл из быстрорежущей стали и с алмазно-твердосплавными пластинками. Установлено, что применение сверл с алмазно-твердосплавными пластинками обеспечивает высокое качество сверления отверстий в деталях из волокнистых композиционных материалов.

Ключевые слова: волокнистые полимерные композиционные материалы, стеклопластик, сверление, алмазно-твердосплавные пластины.

 

УДК 621.891

М. Н. Сафонова^{1, *}, А. С. Сыромятникова², Г. А. Петасюк³, А. А. Федотов¹, П. П. Тарасов¹, В. А. Ким^4
1Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Амосова, г. Якутск, Республика Саха (Якутия), Россия
²Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова Сибирского отделения РАН, г. Якутск, Республика Саха (Якутия), Россия
³Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
⁴Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет, г. Комсомольск-на-Амуре, Россия
*marisafon_2006@mail.ru

Исследование влияния ультрадисперсного порошка природного алмаза на свойства металломатричной композиции (стр. 86–96)

Исследовано влияние процентного содержания и дисперсности порошков природного алмаза, используемых в качестве наполнителей, на свойства композиционного материала абразивного назначения на основе олова и меди. Экспериментально показано, что введение таких наполнителей в состав композита в определенном количестве положительно влияет на его физико-механические и эксплуатационные свойства.

Ключевые слова: зернограничное упрочнение, дисперсионное упрочнение, порошки природного алмаза, оловянистая бронза.

  

УДК 669.018.25

М. М. Прокопів (м. Київ)
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
keramtex@ukr.net

Нове явище в структуроутворенні твердого сплаву Т5К10 (стр. 97–99)

Повідомляється про виявлення нової хімічної сполуки “особливо видовженої” форми в традиційній зернистого типу структурі твердого сплаву Т5К10, який одержали вільним спіканням у вакуумі при 1500 °С з додатковим відпалюванням у вакуумі при 1200 °С та ізотермічною витримкою впродовж 7 годин.

Ключові слова: твердий сплав, карбід, спікання, структурний аналіз, металографія, фаза.