УДК 548.211

В. М. Квасниця
Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка НАН України, м. Київ, Україна
vmkvas@hotmail.com

Рідкісні мікрокристали алмазу (стор. 3–10)

Описано рідкісні форми росту та розчинення алмазу на прикладі його мікрокристалів із неогенового титано-цирконієвого розсипу Самоткань на Українському щиті. До них відносяться алмазні кристали зі складним ограненням, кристали мікроблокового росту, скелетні кристали, кристали з вершинними формами, кристали з природним розчиненням та ідеальні двійники. Стверджується, що мікрокристали алмазу відрізняються від своїх макрокристалів багатством форм кристалізації.

Ключові слова: мікроалмаз, кристаломорфологія, прості форми, мікротопографія, форми росту і розчинення.

 

УДК 539.89

Д. А. Стратійчук¹, К. В. Сліпченко^3, *, В. З. Туркевич¹, Н. М. Білявина², В. М. Бушля³_, Я.-Е. Штоль^3
1Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
²Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, м. Київ, Україна
³Лундський університет, Лунд, Швеція
*kateslipchenko@gmail.com

Спікання надтвердих матеріалів на основі cBN з Ti₄WC₅ (стор. 11–17)

Досліджено фізико-механічні властивості та структура надтвердих матеріалів системи cBN–Ti₄WC₅–Al. Матеріали спікали під тиском 7,7 ГПа в широкому (1600–2450 °С) діапазоні температур. Встановлено, що утворення щільного матеріалу з високими фізико-механічними характеристиками відбувається при температурі 1800 °C. Подальше підвищення температури спікання має незначний вплив на властивості спечених матеріалів. Утворення дибориду титану і незначне збільшення параметрів ґратки Ti₄WC₅ виявлено при температурах спікання вище 2000 °C. Згідно з рентгеноструктурним аналізом, це може бути викликано дифузією Al в решітку Ti₄WC₅. Різальна здатність в умовах поздовжнього точіння нержавіючої сталі AISI 316L корелює з температурою спікання, середній знос інструменту знаходиться в межах 60–82 мкм.

Ключові слова: КНБ, спікання, мікротвердість, високий тиск.

 

УДК 661.657.5:548.3

В. А. Муханов¹, О. О. Куракевич², В. Л. Соложенко^1, *
¹LSPM-CNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, France
²Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (IMPMC), Sorbonne Université, Paris, France
*vladimir.solozhenko@univ-paris13.fr

Вплив допування на параметр ґратки і властивості кубічного нітриду бору (стор. 18–29)

Вивчено вплив допування кубічного нітриду бору берилієм, кремнієм, сіркою і магнієм на параметри кристалічної ґратки, електричну провідність і спектри електронного парамагнітного резонансу. Встановлено, що ступінь допування значно зростає в разі кристалізації кубічного нітриду бору з розчинів BN в надкритичному аміаку при тиску 3,9–4,2 ГПа і температурі 1100 °C в порівнянні з класичним синтезом з розплавів системи Mg–B–N при тиску 4,2 ГПа і температурі 1400 °C. Допування кремнієм і берилієм приводить до появи у кубічного нітриду бору напівпровідникових властивостей.

Ключові слова: кубічний нітрид бору, допування, параметр ґратки, надкритичні флюїди, напівпровідникові властивості.

 

УДК 539.23:538.975

Ю. О. Космінська*, Г. С. Корнющенко, Ю. В. Ганніч, В. І. Перекрестов
Сумський державний університет, м. Суми, Україна,
*y.kosminska@phe.sumdu.edu.ua

Отримання та фізичні властивості покриттів багатокомпонентних систем на основі W, Ta, Нf, Ti, Mo, Сr, Al та С (стор. 30–38)

Розроблено новий технологічний підхід отримання багатокомпонентних покриттів іонним розпиленням стрижня, що складений із шайб таких елементів, як W, Ta, Нf, Ti, Mo, Сr, Al і С, та співвісно розташований у трубі з внутрішнім діаметром 39 мм. За концентрацій у покриттях 41–55 % (ат.) вуглецю і 34–37 % (ат.) титану формується ГЦК-фаза з близькими до сполуки ТіС параметрами ґратки, а за максимального значення концентрації Ta, Нf, Ti, Mo, Сr і W відбувається перехід до аморфного стану з одночасним підвищенням мікротвердості до 21 ГПа.

Ключові слова: багатокомпонентні покриття, вуглець, карбіди, елементний склад, фазовий склад.

 

УДК 661.883.2

Liangbiao Wang*, Qinglin Cheng, Dejian Zhao, Weiqiao Liu, Tinghai Yang, Juanjuan Lu, Weiqiao Liu, Kailong Zhang**, Huaxu Gong, Hengfei Qin
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
**klzhang@jsut.edu.cn

Твердотільний синтез і характеристика наночастинок дибориду гафнію  (стор. 39–45)

Наночастинки дибориду гафнію (HfB₂) було отримано твердотільною реакцією діоксиду гафнію, металевого магнію і боргідриду натрію за температури 700 °C в автоклаві. Структуру та морфологію отриманого продукту досліджували за допомогою рентгенівської порошкової дифракції, просвічувальної електронної мікроскопії та скануючої електронної мікроскопії. Зображення, отримане з допомогою електронної трансмісійної мікроскопії, показує, що середній розмір наночастинок HfB₂ становить ~ 30 нм. Поведінку окиснення HfB₂ вивчали за допомогою термогравіметричного аналізу. Він має гарну термостійкість та стійкість до окислення на повітрі за температури нижче 380 °C. Крім того, обговорюється можливий механізм утворення HfB₂.

Ключові слова: твердотільний метод, дифракція рентгенів­ських променів, диборид гафнію, наночастинки, хімічний синтез.

 

УДК 548.5

Guangjin Gao^{1, 2}, Shangsheng Li^{1, 2,} *, Meihua Hu^{1, 2}, Xiaolin Zhou¹, Xiangyi Luo¹, Taichao Su^{1, 2}, Mingming Guo^{1, 2}, Junzhuo Wang^{1, 2}, Yue You^{1, 2
1}School of Materials Science and Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo, P. R. China
²Jiaozuo Engineering Technology Research Center of Advanced Functional Materials Preparation under High Pressure, Jiaozuo, P. R. China
*lishsh@hpu.edu.cn

Формування паразитних кристалів у процесі вирощування сплощених крупних синтетичних монокристалів алмазу типу Ib (стор. 46–56)

Досліджено вплив швидкості росту кристалів і компонентів каталізатора на формування дефекту у вигляді паразитного кристала під час росту протягом тривалого часу сплощеного крупного кристала алмазу типу Ib із системи NiMnCo–C за високих тиску і температури. Показано, що швидкість росту кристалів алмазу тісно пов’язана з генеруванням паразитних алмазних кристалів. Вплив складу каталізатора на формування паразитного кристала під час росту кристала алмазу було проаналізовано за допомогою дослідження мікроморфології й вмісту азоту в алмазі. За результатами скануючої електронної мікроскопії показано, що поверхня кристалів, синтезованих з каталізатором з низькою в’язкістю, є шорсткою, а з високою в’язкістю – гладкою. За результатами досліджень мікроінфрачервоної спектроскопії з перетворенням Фур’є було виявлено, що вміст азоту в кристалах, синтезованих з каталізатором FeNi, був значно нижчим, ніж у кристалах, синтезованих з NiMnCo. Каталізатор FeNi дозволяє ефективно уникнути паразитних кристалів і є більш придатним для росту високоякісного монокристала алмазу великого розміру

Ключові слова: сплощений крупний алмаз типу Ib, паразитний кристал, швидкість росту, сплав-каталізатор.

УДК 621.95

Л. М. Девін*, М. Є. Стахнів
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ
*ldevin@ism.kiev.ua

Осьова сила при свердлінні вуглепластика свердлами з алмазно-твердосплавних пластин  (стор. 57–65)

Представлено результати дослідження осьової сили під час свердління вуглепластика з різними режимами різання і різною геометрією свердел з алмазно-твердосплавних пластин. Наведено закономірності зміни характеристик процесу свердління при стаціонарному різанні і на етапах врізання і виходу свердла із заготовки. Вивчено вплив ширини поперечної кромки на величину осьової сили.

Ключові слова: свердління вуглепластиків, алмазно-твердо-сплавні пластини, осьова сила, поперечна ріжуча кромка, врізання свердла, вихід свердла.

В. І. Лавріненко¹*, В. Ю. Солод², І. С. Кашинський²**, В. Л. Доброскок³***
¹Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
²Дніпровський державний технічний університет МОН України, м. Кам`янське, Україна
³Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут” МОН України, м. Харків, Україна,
*lavrinenko@ism.kiev.ua
**morbo92@gmail.com
***vldob314@gmail.com

Визначення оксидів, призначених для модифікування поверхні алмазних зерен, за їх функціональними характеристиками (стор. 66–73)

Визначено обмеження до вибору оксидів, які можуть бути ефективними при модифікуванні термостійкими оксидами поверхні зерен шліфпорошків синтетичного алмазу. Показано, що до першої групи найбільш ефективно застосованих для модифікування поверхні зерен алмазних шліфпорошків можна віднести наступні оксиди – B₂O₃, TiO₂, SiO₂ і Al₂O_3, до другої групи, менш ефективної, – ZnO, BaO і CaO. Для досягнення додаткового позитивного ефекту від модифікування можливо розглядати подвійну модифікацію поверхні алмазних зерен сумішшю оксидів першої групи і хлоридів (СаСl₂, NaCl).

Ключові слова: оксиди, фізичні властивості, модифікація оксидами, хлориди, алмазні шліфпорошки.

 

 

УДК 621.9.025.77:621.793

А. С. Манохін¹, С. А. Клименко^1, *, В. М. Берєснев², В. О. Столбовой³, С. Ан. Клименко¹, Ю. О. Мельнійчук¹, А. Г. Найденко¹, Ю. Е. Рижов¹, Li Depu⁴, Wang Hongshun^4
1Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, Київ, Україна
²Харьківський національний університет ім. В. Н. Каразіна
³Інститут фізики твердого тіла, матеріалознавства і технологій Національного наукового центру “Харківський фізико-технічний інститут”
⁴Harbin University of Commerce, Harbin, P. R. China
*atmu@meta.ua

Інтенсивність зношування різальних інструментів, оснащених PcBN із наношаровими захисними покриттями (стор. 74–84)

Розглянуто вплив захисних PVD-покриттів різного хімічного складу на інтенсивність зношування різальних інструментів, оснащених полікристалічними надтвердими матеріалами (ПНТМ) на основі кубічного нітриду бору (КНБ). Покриття з наношаровою структурою наносили на різальні пластини з надтвердих композитів групи BН вакуумно-дуговим методом на установці Булат-6. Попередні тести, що проводили в умовах, характерних для чистової обробки загартованої сталі, продемонстрували високу ефективність покриттів, що містять нітриди Ti, Zr, Cr. Встановлено, що найбільшою ефективними є покриття (TiAlSiY)N/CrN. Дослідження кінетики зношування інструментів показує, що в умовах тестових випробувань покриття істотно знижує інтенсивність зношування інструментів по задній поверхні – фаска зносу h_z інструментів, оснащених модифікованими різальними пластинами, в середньому менше в 2,3 рази. Водночас істотних відмінностей в шорсткості поверхонь, оброблених інструментами з композитами без покриття та з покриттям, в умовах випробувань не виявлено. Результати досліджень також свідчать, що покриття не знижують інтенсивність зношування інструменту, оснащеного ПНТМ групи BН, при обробці матеріалів, які містять у своїй структурі значну кількість карбідної фази.

Ключові слова: різальний інструмент із ПНТМ на основі КНБ, захисні PVD-покриття, наношарова структура, обробка різанням, інтенсивність зношування.

 

УДК 621.9.025.77:615.46:616.728

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

Зношування алмазного круга при шліфуванні керамічних куль з карбіду кремнію (стор. 85–98)

Представлено результати експериментального дослідження впливу режиму обробки на знос поверхні алмазного круга і точність партії куль для групового алмазного шліфування керамічних куль з карбіду кремнію. Схема шліфування і частота подачі круга мають статистично значимий вплив на збереження вихідної плоскої форми круга, а дискретна подача круга на врізання не має прямого впливу на нерівномірність зношування круга. Умовою максимально можливого зниження різнорозмірності діаметра куль у партії за максимально можливого збереження вихідної плоскої форми круга є вибір схеми шліфування з траєкторією подачі куль, дотичною зсередини до зовнішнього краю круга, а також зниження до мінімуму з дослідженого діапазону дискретної подачі круга на врізання і одночасне підвищення до максимуму частоти подачі круга. Проте розкид варіації (непостійності) діаметра куль у партії за таких умов не досягає мінімально можливого значення.

Ключові слова: керамічні кулі з карбіду кремнію, групове алмазне шліфування, подача круга на врізання, частота подачі круга, різнорозмірність діаметра куль у партії, розкид варіації діаметра куль у партії.

 

УДК 678.6/.7:544.23/.25.057

Д. О. Савченко^1, *, Є. О. Пащенко¹, О. М. Кайдаш¹, С. А. Кухаренко¹, О. В. Бурячек^2, **, Ю. Ю. Рум`янцева¹, С. В. Скороход¹, Я. М. Романенко^1
1Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
²ДП Запорізьке машинобудівне конструкторське бюро “Прогрес” ім. академіка О. Г. Івченка, м. Запоріжжя, Україна
*lab6_1@ukr.net
**oleg1789@ukr.net

Механізм синтезу та формування структури гібридних олігомерів на основі комплексних сполук олігофеніленів з металами (стор. 99–102)

Розглянуто механізм реакції утворення гібридного олігомеру на основі комплексних сполук металу і олігофенілену. Визначено структуру, яка утворюється в результаті такої реакції. Встановлено вплив добавки диметилсульфоксиду на підвищення виходу основного продукту реакції і запропоновано механізм цього впливу, що ґрунтується на зміні конформаційних особливостей олігофеніленів в процесі синтезу. Отримані олігомери перспективні в якості зв`язуючих для композитів з надтвердих матеріалів.

Ключові слова: гібридний олігомер, олігофенілен, металоцен, комплексна сполука металу, диметилсульфоксид.