УДК 539.216:621.762

О. Н. Кайдаш*, В. З. Туркевич, В. В. Ивженко, П. П. Иценко, В. Н. Ткач
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Україна
*ivv@ism.kiev.ua

влияние in situ образованных боридов TiВ₂–VB₂ на структуру и свойства горячепрессованной керамической системы B₄C–(TiH₂–VC) (стр. 3-13)

 

 

 

Методом реакционного горячего прессования получены композиты системы В₄С–(5–15 %)(TiH₂–VC)), установлены особенности их структуры и измерены физико-механические параметры. Полученные плотные дисперсноупрочненные материалы с высоким пределом прочности при изгибе (R_bm = 420–580 МПа) и повышенной трещиностойкостью (K_Iс = 4,1–4,8 МПа·м^1/2) при сохранении твердости HKN = 19–20 ГПа перспективны для использования в условиях жесткого абразивного износа.

Ключевые слова: композиционный материал, В₄С, TiH₂, VC, предел прочности при изгибе, твердость по Кнупу, трещиностойкость.

 

UDC 536.42:669.297

Yahya Al-Khatatbeh^1, *, Khaldoun Tarawneh¹, Hussein Al-Taani², Kanani K. M. Lee^3
1Department of Basic Sciences, Princess Sumaya University for Technology, Amman, Jordan
²School of Basic Sciences and Humanities, German Jordanian University, Amman, Jordan
³Department of Geology and Geophysics, Yale University, New Haven, Connecticut, USA
*y.alkhatatbeh@psut.edu.jo

Theoretical and experimental evidence for a post-cotunnite phase transition in hafnia at high pressures (стр. 14-25)

 

 

Using first-principles density-functional theory (DFT) computations, we have predicted a new post-cotunnite (OII) phase of hafnia (HfO₂) at high pressures. Our computations, using the generalized gradient approximation (GGA), predict a phase transition from OII to a Fe₂P-type structure at ~ 120 GPa (~ 140 GPa) with a slight volume collapse at the transition pressure of ~ 0.2 % (~ 0.1 %) between the two phases using the second- (third-) order Birch-Murnaghan equation of state, respectively. The prediction of the new phase is consistent with recent experiments and computations performed on similar dioxides titania (TiO₂) and zirconia (ZrO₂) at extreme pressure-temperature conditions. Importantly, our theoretical prediction for the OII ® Fe₂P transition in HfO₂ is experimentally supported by the re-analysis of X-ray diffraction patterns of HfO₂ at extreme pressure-temperature (p, T) conditions. Additionally, the equation of state and hardness of the predicted phase have been computed and show that Fe₂P-type phase while less compressible than the OII phase is nearly identical in hardness, indicating that none of the HfO₂ phases qualify as superhard.

Keywords: phase transitions, equation of state, hardness, first-principles, x-ray diffraction, phase stability.

 

УДК 620.178

П. В. Каплун¹, Е. Б. Сорока^2, *, А. В. Снозик^1
1Хмельницкий национальний университет, г. Хмельницкий, Украина
²Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины, г. Киев, Украина
*rym40a@gmail.com

Влияние безводородного ионного азотирования на физико-механические и эксплуатационные характеристики твердых сплавов Т5К10, Т15К6 (стр. 26-35)

 

 

Показано, что ионное азотирование твердых сплавов в безводородной среде приводит к увеличению до 20,1 ГПа среднего значения микротвердости и возрастанию на 15 % разрушающей нагрузки при консольном изгибе. При точении сталей азотированными пластинами коэффициент трения и сила резания уменьшаются до 10 % от их значений до азотирования, интенсивность изнашивания снижается в 2 раза. Эффективность азотирования подтверждена производственными испытаниями при чистовой и черновой обработке.

Ключевые слова: безводородное ионное азотирование, твердый сплав, микротвердость, консольный изгиб, сила резания, термо-ЭДС, коэффициент трения, интенсивность изнашивания.

 

UDC 66.091:661.888.2

Liangbiao Wang*, Qianli Shen, Hengfei Qin, Dejian Zhao, Weiqiao Liu, Jianhua Sun, Binglong Zhu, Quanfa Zhou*
*Jiangsu Key Laboratory of Precious Metals Chemistry and Engineering, School of Chemistry and Environment Engineering, Jiangsu University of Technology, Changzhou, P. R. China
*lbwang@jsut.edu.cn
**labzqf@jsut.edu.cn

Chemical synthesis of niobium diboride nanosheets by a solid-state reaction route (стр. 36-40)

 

 

A new process was developed to synthesize niobium diboride (NbB₂) nanosheets with the dimension of about 500 nm and thickness of about 10 nm by using metal niobium, iodine and sodium borohydride as starting materials in an stainless steel autoclave at 700 °C. Iodine was used to facilitate the exothermic reaction between metal niobium and sodium borohydride and the formation of NbB₂. X-ray powder diffraction pattern indicated that the obtained product is hexagonal phase NbB₂ with the calculated lattice constants a = 110 Å and c = 3.2929 Å. The obtained product was also studied by thermogravimetric analysis. It had good oxidation resistance below 400 °C in air.

Keywords: solid state route, X-ray diffraction, niobium diboride, nanosheets, chemical synthesis.

 

UDC 621.9.025.7:661.657.5

Michał Ociepa*, Mariusz Jenek, Eugene Feldshtein
Institute of Machine Building and Operation, University of Zielona Gora, Zielona Gora, Poland
*M.Ociepa@ibem.uz.zgora.pl

On the wear comparative analysis of cutting tools made of composite materials based on polycrystalline cubic boron nitride when finish turning of AISI D2 (EN X153CrMoV12) steel (стр. 41-49)

 

 

This study presents the results of research on the condition of low content polycrystalline cubic boron nitride cutting tools (cBN-L) when finish turning of hardened AISI D2 tool steel. The least changes in the condition of wedges throughout the investigated turning feeds were observed for the composite cBN020 whereas the highest wear intensity was found for the composite cBN200. For all researched cutting materials, abrasive wear, as well intense adhesion were observed.

Keywords: cBN-L, hardened steel, finish turning, wear, cBN coatings.

 

УДК 621.9.025.77:615.46:616.728

С. В. Сохань*, А. Л. Майстренко, В. Г. Сороченко, В. В. Возний, В. Г. Кулич, М. П. Гаманюк, Є. М. Зубанев
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*svsokh@gmail.com

Вплив режиму обробки на показники алмазного шліфування керамічних куль з карбіду кремнію (стр. 50-64)

 

 

Представлено результати експериментального дослідження впливу режиму обробки на процес алмазного шліфування керамічних куль з карбіду кремнію, показниками якого є швидкість зменшення діаметра куль, швидкість змінювання (зменшення/збільшення) відхилення від сферичної форми і швидкість змінювання різнорозмірності діаметра куль у партії. Для виокремлення частки, обумовленої власне впливом режиму обробки, застосовано метод графічної апроксимації змінювання у часі середніх значень показників точності куль у партії. Встановлено, що виокремлені частки можуть змінюватися як у бік зростання, так і зниження в залежності від значень параметрів режиму обробки, як-от: подачі алмазного круга на врізання, частоти подачі круга і швидкості обертання стола з кулями. В результаті проведення повних факторних експериментів типу 2³ визначено найбільш ефективне для виправлення форми куль поєднання досліджуваних факторів, яке є різним для трьох діапазонів змінювання цього відхилення, а саме: вище за 300 мкм, в межах 150–300 мкм, нижче за 150 мкм.

Ключові слова: керамічні кулі з карбіду кремнію, алмазне шліфування, подача алмазного круга на врізання, частота подачі круга, швидкість обертання стола з кулями, діаметр і відхилення від сферичної форми куль, різнорозмірність діаметра куль у партії.

 

УДК 621.921.34–492.544.023.5:539.215

Г. А. Петасюк^1, *, В. І. Лавріненко^1, **, Ю. В. Сирота^1, ***, Д. Г. Музичка^2
1Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
²Дніпровський державний технічний університет, м. Кам’янське, Україна
*petasyuk@ukr.net
**lavrinenko@ism.kiev.ua
***yatoris@gmail.com

Дослідження тенденції і ступеню зміни морфометричних характеристик стандартних шліфпорошків синтетичного алмазу неперервного ряду їх марок та зернистостей (стр. 65-77)

 

 

Виконано аналітичне опрацювання великого масиву отриманих авторами експериментальних даних зі статичної міцності і морфометричних характеристик стандартних за ДСТУ 3292–95 шліфпорошків синтетичного алмазу. Виявлено тенденції і ступінь зміни морфометричних характеристик таких порошків у широкому діапазоні їх марок та зернистості. Зроблено огляд літератури за даною тематикою, який засвідчив оригінальність прийнятої постановки задачі, що розглядали. Сформульовано напрямки подальшого розвитку подібних досліджень та їх прикладну значимість.

Ключові слова: синтетичний алмаз, шліфпорошок, марка, зернистість, морфометричні характеристики, статична міцність.

 

УДК 621.9.02

А. С. Манохин^1, *, С. А. Клименко¹, С. Ан. Клименко¹, В. М. Береснев^2
1Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
²Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина МОН Украины, Харьков, Украина
*the.manokhin@gmail.com

Перспективные типы покрытий для инструментов, оснащенных поликристаллическим КНБ (стр. 78-88)

 

 

Рассмотрены тенденции развития новых типов износостойких покрытий, в том числе наноструктурных, применительно к инструментам из поликристаллического КНБ. Приведены основные подходы к созданию наноструктурных покрытий высокой твердости, развивающиеся в настоящее время. На основе анализа особенностей изнашивания инструментов из поликристаллического КНБ выделены новые подходы к созданию перспективных систем износостойких покрытий: выбор структурных составляющих покрытия, выполняющих роль твердой смазки, что эффективно снижает интенсивность изнашивания инструмента; введение в состав покрытия соединений, являющихся ингибиторами реакций химического взаимодействия в зоне обработки; снижение коэффициента трения и контактных нагрузок на площадках контакта за счет твердых смазок и приработочных слоев покрытия; обеспечение требуемого структурного состояния покрытия.

Ключевые слова: износостойкие покрытия, ПКНБ, нанесение покрытий, точение, износ инструмента.

 

УДК 666.3:539.5

І. П. Фесенко^1, *, Л. В. Відута², В. І. Часник³, В. Б. Нечитайло², Д. В. Бутенко², В. М. Ткач¹, В. З. Туркевич¹, О. А. Марченко², І. І. Зеленська², О. М. Кайдаш¹, Т. Б. Сербенюк¹, Т. М. Бєляєва¹, Є. Ф. Кузьменко¹, П. М. Томчук^2
1Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
²Інститут фізики НАН України, м. Київ, Україна
³Державне підприємство “Науково-дослідний інститут “Оріон”, м. Київ, Україна
*igorfesenko@ukr.net

Структура та вольт-амперні характеристики острівцевих плівок золота на високотеплопровідній вільноспеченій AlN-кераміці (стр. 89-91)

 

 

Повідомляється про структуру і електрофізичні властивості острівцевих плівок золота на поверхні нітриду алюмінію.

Ключові слова: вільне спікання, нітрид алюмінію, золото, острівцева плівка, вольт-амперні характеристики.

 

УДК 544.65 : 539.233

А. А. Шульженко^1, *, Л. Яворска^2, **, А. Н. Соколов^1, ***, Л. А. Романко¹, В. Г. Гаргин¹, Н. Н. Белявина³, В. Н. Ткач¹, А. П. Закора^1
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
²The Institute of Advanced Manufacturing Technology, Krakow, Poland
³Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, г. Киев, Украина
*alexshulzhenko35@gmail.com
**lucyna.jaworska@ios.krakow.pl
***kybor@ism.kiev.ua

Структура и электрофизические свойства композита алмаз–графен–карбид кремния (стр. 92-96)

Изучено влияние добавки n-слойного графена Gn(4) и нанокарбида кремния при спекании в условиях высокого давления и высокой температуры с пропиткой шихты кремнием на структуру и электрофизические свойства алмазного композита.

Ключевые слова: алмаз, графен, композит, структура, электросопротивление.