УДК 669.018.25

Ю. Ю. Румянцева^1, *, T. Польчик¹, С. O. Лисовенко^2
1Дослідницька мережа Лукашевич, Краківський технологічний інститут, м. Краків, Польща
²Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*yrumuanceva@gmail.com

Синтез магнезієво-алюмінієвої шпінелі за високих температури та тиску в системах Mg₂B₂O₅–Al, MgO–Al₂O₃, MgO–Al₂O₃–Al (стор. 3-9)

Досліджено можливість отримання MgAl₂O₄ за високих температур і тисків для систем Mg₂B₂O₅–Al, MgO–Al₂O₃, MgO–Al₂O₃–Al методом HPHT синтезу. Встановлено, що для системи Mg₂B₂O₅–Al найбільшу кількість MgAl₂O₄ спостерігали за тиску 2 ГПа та температури 1600 ºС. Подальше збільшення тиску та температури призводить до збільшення вмісту боромістких фаз. Для систем MgO–Al₂O₃ та MgO–Al₂O₃–Al, так само, як і для системи Mg₂B₂O₅–Al, спостерігали зменшення вмісту фази MgAl₂O₄ у разі підвищення тиску пресування, що вказує на те, що підвищення тиску для всіх систем пригнічує взаємодію вихідних компонентів. Додавання алюмінію як рідкофазної компоненти дозволило розширити інтервал тиску, в якому спостерігали утворення фази MgAl₂O₄, що вказує на перспективність застосування такого підходу з метою отримання MgAl₂O₄ в майбутньому.

Ключові слова: магнезієво-алюмінієва шпінель, високий тиск, хімічна взаємодія, рідкофазне спікання.

 

УДК 620.22-621.921.34

Б. Т. Ратов¹, В. A. Мечник^2, *, М. О. Бондаренко², В. M. Колодніцький^2, **, Е. С. Геворкян³, В. А. Чишкала⁴, Н. С. Ахметова¹, С. П. Старик², В. В. Білорусець², П. С. Сундепова^5
1НАО “Казахський національний дослідницький технічний університет ім. К.І. Саптаєва” , м. Алмати, Казахстан
²Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
³Український державний університет залізничного транспорту, м. Харків, Україна
⁴Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна, м. Харків, Україна
⁵Каспійський університет технології та інжинірингу ім. Ш. Єсенова, м. Актау, Казахстан
*vlad.mechnik2019@gmail.com
**vasylkolod56@gmail.com

Структура матриці Fe‒Cr‒Cu‒Ni‒Sn з різним вмістом ZrO₂ для спечених алмазовмісних композитів (стор. 10-22)

Показана можливість створення матеріалів для використання в якості матриці спечених композиційних алмазовмісних матеріалів (КАМ). Представлено результати експериментальних досліджень залежності структури зразків матриць 26Fe‒25Cr‒32Cu‒9Ni‒8Sn КАМ, виготовлених методом іскро-плазмового спікання, від вмісту добавки ZrO₂ (в інтервалі від 0 до 10 %). Розробка металоматричних композитів на основі Fe‒Cr‒Cu‒Ni‒Sn-матриць з добавками ZrO₂ – це новий підхід до заміни сировини, що зазвичай використовують в інструментах для каменеобробної промисловості. У вихідному стані зразок композита 26Fe‒25Cr‒32Cu‒9Ni‒8Sn мав нерівномірний розподіл елементів. Показано, що додавання мікропорошку ZrO₂ до складу композита 26Fe‒25Cr‒32Cu‒9Ni‒8Sn дозволяє сформувати структуру, параметрами якої можна цілеспрямовано керувати, змінюючи її концентрацію. За такої умови композити, що містять у своєму складі добавку ZrO₂, мають більш рівномірний розподіл елементів. Встановлено стабільні кореляційні зв’язки між вмістом добавки ZrO₂ і параметрами мікроструктури.

Ключові слова: композит, залізо, хром, мідь, нікель, олово, діоксид цирконію, структура, іскро-плазмове спікання.

 

УДК 666.3/.7:669.018.2

Peixun Wang^{1, 2}, Jiuyang Li^{1, 2}, Luyu Yang^{1, 2}, Yi Wu^{1, 2,} *
¹Key Laboratory of New Processing Technology for Nonferrous Metal & Materials, Ministry of Education, Guilin, Guangxi, P.R. China
²College of Materials Science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi, P.R. China
wuyimail@sohu.com

Вплив часу витримки на властивості високоентропійної нітридної кераміки (Ti_0,25V_0,25Cr_0,25Nb_0,25)N_0,825 з дифузією N-вакансії (стор. 23-33)

Для отримання високоентропійної кераміки було використано вихідний TiN_0,3 з аніонними вакансіями як допоміжний матеріал для спікання, еквімолярно змішаний з VN, CrN та NbN. Показано, що високоентропійну нітридну кераміку з однією фазою кам’яної солі було успішно синтезовано протягом 5 хв, зразки досягли максимальних значень твердості, міцності на вигин та в’язкості руйнування – 21,51±1,50 ГПа, 1271±24 МПа та 3,63±0,35 МПа×м^1/2 відповідно, у разі витримки протягом 15 хв.

Ключові слова: високоентропійні нітриди, вакансії азоту, міцність на вигін, в’язкість руйнування, іскрове плазмове спікання.

 

УДК 621.921.34:621.791.36

Jun Zhang^{1, 2, 3}, Kai Li^{1, 2, 3}, Zhe Zhang⁴, Jiarong Chen^{1, 2, 3}, Peicheng Mo^{1, 2, 3}, Xiaoyi Pan^{1, 2, 3}, Qiaofan Hu^{1, 2, 3}, Chao Chen^{1, 2, 3,} *
¹Guangxi Key Laboratory of Superhard Material, China Nonferrous Metals (Guilin) Geology and Mining Co., Ltd., Guilin, Guangxi, P.R. China
²National Engineering Research Center for Special Mineral Material, China Nonferrous Metals (Guilin) Geology and Mining Co., Ltd., Guangxi, P.R. China
³Guangxi Technology Innovation Center for Special Mineral Material, China Nonferrous Metals (Guilin) Geology and Mining Co., Ltd., Guilin, Guangxi, P.R. China
⁴Guilin Tebon Superhard Materials Co., Ltd., Guilin, Guangxi, P.R. China
*814294424@qq.com

Вплив сплаву припою Cu–Sn–Ti на морфологію, поверхню з’єднання та механічні властивості паяних алмазних зерен (стор. 34-44)

Досліджено характеристики порошку припою 70Cu–20Sn–10Ti, який використовують для пайки алмазних зерен у вакуумі за температури 960 °C протягом 20 хв. Дослідження охоплювало макроскопічну та мікроскопічну морфологію композита Cu–Sn–Ti/алмаз, продукти та товщину міжфазного реакційного шару, морфологію поверхні алмазних зерен, а також фазу та морфологію поверхневих приєднань після реакції. Вивчено вплив графітизації та міцності алмазу після реакції. Результати дослідження показали, що сплав припою міг ефективно підніматися до алмазного зерна та мав чудову змочуваність. Під мікроскопом на межі розділу між ними спостерігали реакційний шар TiC, товщина якого становила ~ 1,92 мкм, що привело до реалізації хіміко-мета­лур­гійного поєднання. Після пайки непокрита поверхня алмазних зерен виглядала гладкою і не демонструвала графітизації, за винятком незначної графітизації в кількох корозійних ямках. Істотних змін міцності алмазу на стиск до і після пайки не спостерігали.

Ключові слова: сплав Cu–Sn–Ti, алмаз, пайка, міжфазна реакція, графітизація, міцність на стиск.

 

УДК 621.315; 666.3.017; 537.226.1

В. І. Часник^1, *, Д. В. Часник², О. М. Кайдаш³, І. П. Фесенко³, С. А. Кухаренко^3
1Державне підприємство НДІ “Оріон”, м. Київ, Україна
²Український НДІ спеціальної техніки та судових експертиз Служби безпеки України, м. Київ, Україна
³Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*vassiliyiv@gmail.com

Вплив стану поверхні об’ємного поглинача з композита AlN–Mo на зменшення відбиття мікрохвильового випромінювання (стор. 45-54)

Для подальшого удосконалення конструкцій та забезпечення стабільної роботи електровакуумних приладів, які працюють в надвисокочастотному (НВЧ) діапазоні на частотах 1–100 ГГц було покращено характеристики поглинання НВЧ-випромінювання. Вирішено надскладне завдання одержання об’ємних поглиначів з композитів AlN–Mo з високим (10–12,3 дБ) рівнем затухання, що відповідає коефіцієнту поглинання мікрохвильового випромінювання 37–56 дБ/см, та досягнуто доброго низького (1,5–1,6) значення коефіцієнта стоячої хвилі за напругою (КСХН) в діапазоні частот 9,3–10 ГГц. Встановлено, що хімічна обробка поверхні поглинача, яка полягає у видаленні з неї частинок молібдену сумішшю кислот, поліпшує узгодження за рахунок зменшення значень відбиття мікрохвильового випромінювання, а відповідно, і максимуму КСХН на 26–30 %.

Ключові слова: нітрид алюмінію, молібден, поглинання мікрохвильового випромінювання, об’ємний поглинач, лампа біжучої хвилі, узгодження, коефіцієнт стоячої хвилі за напругою (КСХН).

 

УДК 620.22:621.921

В. І. Кущ*, А. С. Манохін, С. А. Клименко
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м Київ, Україна
*vkushch56@gmail.com

Теоретична оцінка крихкої міцності двофазної кераміки cBN–TiN (стор. 55-59)

Викладено теоретичну методику оцінки крихкої міцності багатофазних полікристалічних матеріалів і наведено результати її застосування до двофазної кераміки cBN–TiN.

Ключові слова: багатофазна кераміка, крихка міцність, мікрoмеханічна модель, статистична теорія Вейбула.

 

УДК 621.923

В. І. Лавріненко
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
lavrinen52@gmail.com

Сучасні напрацювання в процесах алмазної обробки та особливостях модифікування поверхні алмазних зерен для спрямованої зміни їхніх властивостей (Огляд) (стор. 60-83)

Розглянуто сучасні напрацювання в процесах алмазної обробки та правлення, особливостях модифікування поверхні алмазних зерен для спрямованої зміни їхніх властивостей. Наведено наукові принципи, покладені в основу розробки процесів пластичного шліфування крихких матеріалів. Звернуто увагу на зв’язок між такими показниками, як питома енергія, знос алмазного інструменту та шорсткість поверхні. Показано, що лазерний метод чорнової правки застосовують для швидкого видалення зайвого абразивного шару, а електроерозійна прецизійна правка дозволяє підвищити точність профілю і поновлення різальної здатності шліфувального круга. Доведено позитивні ефекти від застосування дефектних пористих алмазних зерен. Отримано алмазні зерна з високим самозаточуванням, а також поліпшеним їх утриманням у зв’язуючому матеріалі. Доведено ефективність додавання оксидів B₂O₃, TiO₂ і Al₂O₃ під час модифікування поверхні алмазних зерен для захисту від окиснення. Звернено увагу на позитивний вплив багатошарового покриття із вмістом cBN. Показано, що додавання B₄C і V₂O₅ покращує утримання алмазних зерен у алмазовмісних композитах.

Ключові слова: алмазна обробка, різальна поверхня, модифікування поверхні алмазних зерен, пластичне шліфування, правлення алмазних кругів, CVD-алмаз, алмазний інструмент, правлячий інструмент.

 

УДК 621.921.34-492.2:621.793.6:544.023.5:539.215

Г. А. Петасюк*, В. І. Лавріненко**, В. Г. Полторацький, О. О. Пасічний, О. У. Петасюк
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*petasyuk@ukr.net
**lavrinen52@gmail.com

Дослідження взаємозв’язку технологічних властивостей модифікованих комбінованим покриттям шліфпорошків кубоніту з експлуатаційними характеристиками виготовлених з використанням таких порошків шліфувальних кругів (стор. 84-96)

Проведено кількісний аналіз кореляційного взаємозв’язку технологічних властивостей модифікованих комбінованим покриттям шліфпорошків кубоніту з експлуатаційними характеристиками шліфувальних кругів, виготовлених з використанням таких порошків. Отримано значення парних коефіцієнтів кореляції між відносною втратою абразиву і шорсткістю обробленої поверхні за параметром Ra (залежні фактори), технологічними параметрами покриття, продуктивністю обробки та деякими морфометричними характеристиками і технологічними властивостями модифікованих шліфпорошків (незалежні фактори). Встановлено, що найбільший вплив на відносну витрату кубонітового шліфпорошку в кругах в процесі шліфування спричиняють продуктивність обробки (коефіцієнт кореляції – 0,884) та такі морфометричні характеристики, як шорсткість проекції зерен (коефіцієнт кореляції – 0,28) і зовнішня питома поверхня порошку (коефіцієнт кореляції – 0,294). У разі шорсткості обробленої поверхні за параметром Ra найбільше впливають на неї також продуктивність обробки з коефіцієнтом кореляції 0,856 та питомий периметр проекції зерна з коефіцієнтом кореляції 0,12. Представлено пропозиції щодо використання отриманих результатів.

Ключові слова: кореляційний зв’язок, технологічні властивості, зерно, шліфпорошок, кубоніт, комбіноване покриття, шліфувальні круги.

 

УДК 666.792.34:539.89

В. З. Туркевич^1, *, О. О. Матвійчук¹, Li Decheng², Д. В. Туркевич^1
1Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
²Kyivska Polytechnika Applied Technology Research Institute, Chongqing, China
*vturk@ism.kiev.ua

Термодинамічне моделювання процесу спікання алмазно-твердосплавних пластин в системі С–Co–W під тиском 6 ГПа (стор. 97-100)

В межах моделей феноменологічної термодинаміки за допомогою програмного пакету Thermo-Calc з використанням параметрів взаємодії за літературними даними та рівняння стану конкуруючих фаз розраховано політермічні перерізи діаграми стану системи карбон–кобальт–вольфрам за тисків 0,1 МПа і 6 ГПа та фазового складу алмазного шару алмазно-твердосплавних пластин. Співставлення результатів розрахунку з експериментальними дослідженнями фазового складу зразків алмазно-твердосплавних пластин, спечених за високих тисків і температур, показало їхню відповідність.

Ключові слова: діаграма стану, високі тиски, алмазні композити.

 

УДК 621.921.34:546.26:541.124.7

Danhui Han*, Chong Peng, Guangtong Zhou, Bingtao Hu
State Key Laboratory for High Performance Tools, Zhengzhou Research Institute for Abrasives & Grinding Co., Ltd, Zhengzhou, P.R. China
*zwxlby@126.com

Швидкий синтез композитів наноалмаз/оксид графену з використанням вибухових характеристик оксиду графену (стор. 101-104)

Частинки наноалмазу та порошки оксиду графену (ОГ) використовували як сировину для створення композитів наноалмаз/відновлений ОГ (вОГ) з використанням вибухової реакції ОГ. Результати рентгенівської дифрактометрії, перетворення Фур’є і рентгенівської фотоелектронної спектрометрії вказують на те, що швидке нагрівання може індукувати вибухові реакції в ОГ. За допомогою цієї вибухової реакції ОГ швидко відновлюється до графену. Результати сканувальної електронної мікроскопії вказують на те, що ОГ зазнав істотного розширення і відшарування, а частинки наноалмазів були повністю перенесені на шари вОГ.

Ключові слова: оксид графену, наноалмаз, вибухова реакція, зв’язка.