УДК 548.211

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

Морфологія і механізми росту кристалів алмазу (стор. 3-14)

На прикладі морфології мікрокристалів природного і штучного алмазу продемонстровано їхні механізми росту: дислокаційний (спіральний), бездислокаційний (двомірний), нормальний (фібрильний) і блоковий (адгезивний). Ці механізми чітко проявляються у особливостях морфології і мікротопографії поліедрів та ксенокристалів алмазу. Більшість кристалів природного алмазу росте за дислокаційним і нормальним механізмами росту, а кристалів штучного алмазу – за дислокаційним і двомірним механізмами росту.

Ключові слова: алмаз, кристаломорфологія, прості форми кристалів, мікротопографія, механізм росту.

 

УДК 62-987:621.362.1:548.55

А. В. Бурченя*, С. О. Івахненко, В. В. Лисаковський, Т. В. Коваленко, О. В. Савіцький, В. Ю. Клочок Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*burcheniaav@gmail.com

Використання диференційного методу визначення квазігідростатичних тисків в комірках шестипуансонних пресів (стор. 15-24)

Описано методичні підходи до вимірювання високих квазігідростатичних тисків в комірках шестипуансонних пресів з врахуванням впливу високих температур до 1400 °С та побудована комбінована характеристика навантаження р = f(Q), де р – значення тиску в квазігідростатичній комірці, Q – зусилля плунжерної системи. Вимірювання тиску в осередку стиснення базується на визначенні різниці температур поліморфних перетворень у Fe(α→γ) і Co(α→β) та визначенні різниці температур плавлення між Cu та Ag з використанням резистометрії за тисків 4–7 ГПа і температур 500–700°С для датчиків Fe–Co та 1150–1400 °С для датчиків Cu–Ag. Для визначення високих температур в характеристичних точках ростових комірок шестипуансонних пресів розроблено методику виготовлення термопарних блоків з використанням хлористого цезію в якості електоізоляційного середовища та термопар Pt/PtRh₁₀ і PtRh₆/PtRh₃₀; сформульовано базові вимоги до їх виготовлення, що забезпечують надійну електроізоляцію термопарних дротів та дозволяють проводити безперервний контроль температури протягом часу циклів вирощування до 200 год та більше. Проведено оцінку впливу паразитних ТЕРС на показання термопар, що виникають в результаті впливу високих тисків та використання додаткового контакту через твердосплавні пуансони; побудовано калібровочні криві, які дозволяють підвищити точність вимірювання. Використання запропонованих підходів до визначення тисків і температур в ростових комірка шестипуансонних кубічних АВТ є особливо корисними при вирощуванні крупних монокристалів алмаза масою понад 10 каратів.

Ключові слова: апарат високого тиску, монокристали алмазу, високий тиск, висока температура, термопара, резистивний датчики тиску, комбінована характеристика навантаження.

 

УДК 666.233

В. Ю. Долматов^1, *, А. О. Дорохов², А. С. Козлов¹, В. А. Марчуков¹, V. Myllymäki³, A. Vehanen^3
1Федеральне державне унітарне підприємство “Спеціальне конструкторсько-технологічне бюро “Технолог”, м. Санкт-Петербург, Росія
²АТ “Завод “Пластмас”, м. Копєйськ, сел. Совєтов, Росія
³“CarbodeonLtd. Oy”, Ваанта, Фінляндія
*diamondcentre@mail.ru

Можливість прогнозної оцінки виходу ДНА з індивідуальних вибухових речовин (стор. 25-32)

Зроблено спробу прогнозної оцінки виходу детонаційних наноалмазів (ДНА) із вибухових речовин зі ще недооціненими можливостями: тринітробензолу (ТНБ), гексанітроазобензолу (ГНАБ), тетранітробензотріадолобен­зотріазолу (Z-ТАКОТ), трінітротріамінобензолу – пікринової кислоти (ТАТБ), тринітрофенолу (ПК), бензотріфуроксану (БТФ). За відомої швидкості детонації ВР, на підставі раніше отриманих залежностей, можна визначити питому потужність вибухових речовин, а потім вихід ДНА, або безпосередньо визначити вихід ДНА у вузькому діапазоні для кожної ВР, і в подальшому перевірити отримані значення експериментально.

Ключові слова: швидкість детонації, детонаційний наноалмаз, вихід наноалмазів, прогноз, вибухові речовини, питома потужність.

 

УДК 539.23:620

В. І. Іващенко¹, О. О. Онопрієнко^1, *, П. Л. Скринський¹, А. О. Козак¹, О. К. Синельниченко¹, О. І. Оліфан¹, П. М. Литвин², О. Л. Марчук^1
1Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича, НАН України, м. Київ, Україна
²Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова, НАН України, м. Київ, Україна
*onopr@ipms.kiev.ua

Структура та механічні властивості плівок Ti–Al–C і Ti–Al–Si–C: експериментальне дослідження та розрахунок із перших принципів (стор. 33-45)

Досліджено вплив струму розпилення та температури відпалювання на структуру, склад і механічні властивості плівок Ti–Al–C і Ti–Al–Si–C, осаджених на Si (100) підкладки за допомогою методу магнетронного на постійному струму розпилення композиційної Ti–Al, графітової і SiC мішеней при різних значеннях току розпилення. Дослідження було проведено методами рентгенівської дифракції (РД), рентгенівської фотоелектронної спектроскопії (РФЕС), атомно-силової мікроскопії, вимірюванням твердості. Осаджені плівки мали аморфну структуру з досить низькою (0,25–0,27 нм) середньоквадратичною шорсткістю. При відпалі у вакуумі за температури 800 °С в плівках Ti–Al–C було сформовано кристалічні фази Ti₂AlC MAX, Al₄C₃, TiC₂, TiO₂ та аморфна фаза Al–C–O, а в плівках Ti–Al–Si–C – кристалічні фази Ti₂Si_1–xAl_xC MAX, Al₄C₃, TiSi/TiSi₂ і аморфна фаза Al–Si–C–O. Ідентифікацію структур проведено за допомогою методів РД, РФЕС та на підставі результатів теоретичних розрахунків. В плівках з аморфною структурою твердість зростала зі збільшенням струму розпилення графітової або SiC мішеней, досягаючи максимальних значень 19,1 і 17,8 ГПa для Ti–Al–C і Ti–Al–Si–C плівок відповідно. Зміну твердості плівок пояснено з урахуванням еволюції хімічного зв’язку в них.

Ключові слова: магнетронне розпилення, MAX-фаза, структура, розрахунок із перших принципів.

 

УДК 536.775:546.26-162

Delong Xie^1,2,3, *, Feng Lin^1,2,3, Xiaoyi Pan^1,2,3, Leyin Xiao^1,2,3, Chao Chen^1,2,3
1Guangxi Key Laboratory of Superhard Materials, Guilin, P.R. China
²Chinese National Engineering Research Center for Special Mineral Materials, Guilin, P.R. China
³China Nonferrous Metal (Guilin) Geology and Mining Co, Ltd, Guilin, P.R. China
*xiedelonghn@foxmail.com

Вплив границі розділу між алмазним зерном і попередньо легованими порошками Fe–Co–Cu та їх термодинамічна поведінка (стор. 46-54)

Досліджено неконтрольований розподіл елементів металу Fe, Co і Cu на поверхні алмазу та вільну енергію Гіббса, що змінюють поведінку перетворення в процесі вакуумного спікання з гарячим пресуванням. Продукти реакції на поверхні алмазу після спікання з попередньо легованими порошками Fe–Co–Cu досліджували за допомогою рентгенівської дифракції, спектрів комбінаційного розсіювання та інфрачервоного випромінювання. Розподіл кожного елемента попередньо легованих порошків Fe–Co–Cu на поверхні алмазу проаналізовано за допомогою енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії, за допомогою термодинамічних теорій розраховано зміну вільної енергії Гіббса при перетворенні. Показано, що після спікання з попередньо легованими порошками Fe–Co–Cu на поверхнях алмазу відбувається графітизація та та вміст кобальту збільшується в місці контакту. В умовах вакуумного спікання з гарячим пресуванням розрахована зміна вільної енергія Гіббса є негативною, це вказує на те, що графітизація є спонтанним процесом.

Ключові слова: попередньо легований порошок, вплив границі розділу, графітизація, термодинамічна поведінка.

 

УДК 004.942:621.921.34:621.3.032.213.62

Fuming Deng*, Cen Hao, Zhenhai Guo, Shuang Wang, Xiang Bo, Qing Lei
Institute of Super-hard Cutting Tool Materials, China University of Mining and Technology, Beijing, P.R. China
*dfm@cumtb.edu.cn

Моделювання дослідження однорідності поля повітряного потоку системи осадження HFCVD з урахуванням розстановки ниток розжарення (стор. 55-71)

Метод CVD з ниткою розжарення має багато переваг, таких як застосування простого обладнання, простота в експлуатації і низькі витрати, що дозволяє широко використовувати його у промисловому виробництві інструментів з алмазним покриттям. Результати дослідження показали, що при відстані між нитками розжарення T_w = 10 мм однорідність поля повітря­ного потоку була найкращою, а розташування ниток розжарення з відстанями T_w1 = 14 мм, T_w2 = 10 мм, T_w3 = 10 мм, T_w4 = 8 мм, T_w5 = 8 мм сприяє збільшенню продуктивності нанесення покриття. Експериментальні результати узгоджуються з результатами моделювання і доведено, що вони можуть використовуватися для керування реальним виробничим процесом.

Ключові слова: відстань між нитками розжарення, однорід­ність, моделювання, поле повітряного потоку.

 

УДК 621.9.025.77:615.46:616.728

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

Змінювання показників алмазного доведення керамічних куль з карбіду бору й нітриду кремнію (стор. 72-82)

Для алмазного доведення керамічних куль з В₄С і Si₃N₄ досліджено експериментально закономірності змінювання показників продуктивності та точності обробки, а саме: середнього діаметра куль у партії, різнорозмірності діаметра куль у партії і середньоарифметичного варіацій діаметра куль, а також швидкості змінювання цих показників. В результаті отримано лінійні або нелінійні апроксимаційні моделі цих показників, на основі яких розроблено метод визначення припуску на різних стадіях доведення залежно від заданого значення варіації діаметра куль.

Ключові слова: керамічні кулі, карбід бору, нітрид кремнію, алмазне доведення, діаметр кулі і його варіація, різнорозмірність діаметра куль у партії, апроксимаційні моделі, припуск на доведення.

 

УДК 621.922.34

В. І. Лавріненко*, А. Г. Лубнін , В. М. Ткач, І. П. Фесенко, В. В. Смоквина
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*lavrinenko@ism.kiev.ua

Особливості структурної організації одношарового алмазно-гальванічного покриття для правлячого інструменту (стор. 83-90)

Досліджено особливості отримання структурної організації одношарового алмазно-гальванічного покриття для правлячого інструменту, яку розглядали як орієнтацію та анізотропію алмазних зерен в структурі шару покриття і також як введення в покриття разом з крупними алмазними зернами дрібнодисперсного наповнювача, розміри частинок якого менші на два порядки. Порівняння гальванічної нікелевої зв’язки, нанесеної різними методами, за показниками орієнтації та анізотропії поверхневого шару підтвердило суттєву різницю структури. Наведено особливості алмазно-гальванічного покриття із введенням в нього мікропорошків карбіду кремнію і бору. Показано, що за рахунок технологічних методів можна впливати на структурну організацію в робочому шарі такого одношарового алмазного інструменту і спрямовано змінювати його властивості.

Ключові слова: алмазно-гальванічне покриття, правлячий інструмент, структура, структурна організація, твердість, теплопровідність.