УДК 620.178.1

Б. А. Галанов^1, *, С. Н. Дуб^2
1Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, г. Киев, Украина
²Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
*gbaprofil@gmail.com

Критические комментарии к методике Оливера-Фара для измерения твердости и упругого модуля посредством инструментального индентирования и уточнение ее базисных соотношений (стр. 3–24)

Выполнен критический анализ метода Оливера и Фара для определения твердости и модулей упругости материалов приборами инструментального индентирования с непрерывной записью диаграмм P–h (P – сила, действующая на индентор, h – сближение индентора и образца). В базисных теоретических соотношениях этого метода выявлены ошибки и их недостаточная обоснованность. В частности, это относится к неправильному определению “глубины упругого контакта h_c”, которая является основой этих соотношений. Предложены новые уточненные базисные соотношения и формулы для определения твердости и модулей упругости, в которых устранены указанные недостатки и которые основаны только на предположении упругой разгрузки индентора в соответствии с классическими теориями упругого контакта. По данным диаграммы P–h, измеренным в произвольной лабораторной системе координат, дополнительно предложен уточненный метод устойчивого определения контактной жесткости S = dP/dh в начале разгрузки и определение положения диаграммы P–h в общепринятой теоретической системе координат, в которой записаны ее основные классические модельные соотношения. Эти уточнения сделаны без дополнительных к гипотезам метода Оливера и Фара предположений и экспериментальных измерений.

Ключевые слова: индентирование, твердость, модули упругости, контактная жесткость, упругопластические деформации.

 

УДК 548.736

Т. С. Панасюк*, О. О. Лєщук, В. В. Лисаковський, В. А. Каленчук, О. О. Заневський
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*scripse@ukr.net

Моделювання температурних полів в ростовому об’ємі комірки високого тиску шестипуансонного АВТ при вирощуванні кристалів алмазу методом Т-градієнта (стр. 25–32)

На основі методу скінченних елементів розроблено комп’ютерну модель для визначення теплового стану шестипуансонного апарата високого тиску з коміркою високого тиску для вирощування структурно досконалих монокристалів алмазу. Проведено розрахунки температурних полів в комірці високого тиску при вирощуванні монокристалів алмазу в залежності від значень зовнішнього і внутрішнього діаметрів графітового струмовідводу, що дозволяє змінювати температуру в характерних точках комірки високого тиску на 20–110 °С, горизонтальний та вертикальний перепади температури в ростовому об’ємі на 3–18 °С і градієнти температури в ньому на 0,17–2,0 град/мм. На основі розрахунків температурних полів проведено експерименти і отримано монокристали алмазу розміром до 5 мм. Якість кристалів залежить від місцезнаходження в ростовому об’ємі і відповідає розрахунковим даним.

Ключові слова: алмаз, метод температурного градієнта, поле температури, комп’ютерне моделювання.

 

УДК 537.874.7:620.22-419

В. И. Часнык¹, В. Г. Полторацкий^2, *, О. В. Лещенко^2, **
¹Государственное предприятие НИИ “Орион”, г. Киев, Украина
²Институт сверхтвердых материалов им. В. М. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
*vg.poltoratsky@gmail.com
**olesh@ism.kiev.ua

Затухание СВЧ-излучения на частотах 34,09–34,19 ГГц в композиционном материале на основе микропорошка алмаза, структурированном наноуглеродной связкой, осажденной из газовой фазы при давлении ниже атмосферного (стр. 33–43)

Затухание СВЧ-излучения в образцах композиционного материала на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3, структурированного наноуглеродной связкой при давлении ниже атмосферного, измерено на частотах 34,09–34,19 ГГц в цилиндрическом резонаторе на моде H₁₁₁. По результатам измерений рассчитаны обратные потери. Измерено удельное объемное электросопротивление образцов. Показана возможность использования композиционных алмазосодержащих структурированных материалов в качестве поглотителей СВЧ-излучения.

Ключевые слова: затухание СВЧ-излучения, обратные потери, поглотитель СВЧ излучения, композит, микропорошки алмаза, углеродные нанотрубки, наноуглерод.

 

УДК 621.921:547.639

В. С. Гаврилова^1, *, Е. А. Пащенко¹, С. В. Жильцова², В. М. Михальчук², Е. П. Мамуня³, С. Н. Дуб¹, В. Н. Ткач^1
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
²Донецкий национальный университет имени Васыля Стуса, г. Винница, Украина
³Институт химии высокомолекулярных соединений НАН Украины, г. Киев, Украина
*vsgavrilova@gmail.com

Теплофизические и физико-механические свойства антифрикционной твердой смазки для холодного пластического деформирования титановых сплавов (стр. 44–58)

Представлены результаты исследований теплофизических характеристик, термомеханических и механических свойств эпоксидно-полиси­локсанового нанокомпозита с разным содержанием модифицирующих добавок в присутствии высокодисперсных антифрикционных наполнителей. Показано, что совместное влияние модификатора (полисилоксановых частиц) и наполнителя (графита) на формирование структуры композита в процессе отверждения приводит к существенному улучшению его физико-механических свойств. Определен оптимальный состав композита для применения в качестве антифрикционной твердой смазки для холодного пластического деформирования титановых сплавов.

Ключевые слова: эпоксидно-полисилоксановый нанокомпозит, дифференциальная сканирующая калориметрия, термомеханический анализ, наноиндентирование, твердость, ползучесть, диссипация упругой энергии, твердая смазка для холодного пластического деформирования.

 

УДК 544.723

Л. М. Мельник¹, Н. А. Ткачук¹, О. В. Турчун¹, В. Е. Діюк², О. В. Іщенко², О. А. Бєда², Л. Д. Кістерська³, О. Б. Логінова^3, *, С. О. Лисовенко³, О. Г. Гонтар³, В. В. Гаращенко^3
1Національний університет харчових технологій, м. Київ, Україна
²Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, м. Київ, Україна
³Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*pol@ism.kiev.ua

Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів (стр. 59–66)

Адсорбційні властивості шунгіту щодо вилучення вищих спиртів та інших домішок з водно-спиртових розчинів досліджено методами адсорбції азоту, термогравіметрії, змочування, термопрограмованої десорбції з мас-спектрометричною реєстрацією продуктів та ІЧ-спектроскопії. Показано, що шунгіт здатен ефективно сорбувати домішки з водно-спиртових розчинів з утворенням доволі міцних адсорбційних комплексів. В результаті термічної обробки при 180 °С у вакуумі адсорбційні комплекси практично повністю розкладаються, що приводить до регенерації і незначного збільшення питомої поверхні та сорбційного об’єму шунгіту. Одержані дані вказують на принципову можливість відновлення адсорбційних центрів на поверхні шунгіту, що подовжить термін його використання як сорбенту.

Ключеві слова: природні сорбенти, шунгіт, змочування, адсорбційні комплекси, термопрограмована десорбція, функціональні поверхневі групи.

 

UDC 661.657.5

V. L. Solozhenko^1, *, V. Bushlya^2
1LSPM–CNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, France
²Division of Production and Materials Engineering, Lund University, Lund, Sweden
*vladimir.solozhenko@univ-paris13.fr

Mechanical properties of superhard boron subnitride B₁₃N₂ (стр. 67–72)

Microstructure and mechanical properties of bulk polycrystalline rhombohedral boron subnitride B₁₃N₂ synthesized by crystallization from the B–BN melt at 7 GPa have been systematically studied by micro- and nanoindentation, atomic force microscopy and scanning electron microscopy. The obtained data on hardness, elastic properties and fracture toughness clearly indicate that B₁₃N₂ belongs to a family of superhard phases and can be considered as a promising superabrasive or binder for cubic boron nitride.

Keywords: boron subnitride, hardness, elastic moduli, fracture toughness.

 

УДК 621.623

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

Алмазное полирование кристаллических материалов для оптоэлектроники (стр. 73–82)

В результате исследований закономерностей механического полирования оптоэлектронных деталей из кристаллических материалов установлено, что производительность полирования убывает при увеличении их энергии связи и энергии переноса, а возрастает при увеличении коэффициента теплопроводности обрабатываемого материала, пути трения элемента обрабатываемой поверхности по поверхности притира и силы Лифшица. Показано, что отношение коэффициента объемного износа к коэффициенту температуропроводности обрабатываемого материала зависит от удельной теплоемкости и энергии переноса.

Ключевые слова: полирование, производительность, энергия переноса, коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость, коэффициент объемного износа.