УДК 661.65:661.55

С. Н. Дуб, Р. С. Шмегера, И. К. Засимчук (г. Киев)

Предел текучести в субмикрообъемах монокристаллов

Методом наноиндентирования исследована специфика перехода от упругого к упругопластическому деформированию в бездефектных монокристаллах при локализации деформации в субмикронной области. Для испытанных монокристаллов на глубинах около 20—50 нм наблюдали резкий переход от упругой к упругопластической деформации. Для нахождения предела текучести по данным наноиндентирования использован анализ напряженно-деформированного состояния в области контакта. Показано, что предел текучести в субмикрообъемах монокристаллов в десятки-сотни раз превосходит их предел текучести на макроскопическом уровне и приближается к величине теоретического предела упругости на сдвиг. В рамках феноменологической модели зарождения дислокаций обсуждается механизм перехода от упругого к упругопластическому деформированию. Показано, что переход вызван гомогенным зарождением дислокаций в контакте.

Ключевые слова: наноиндентирование, предел текучести, теоретическая прочность.

  

УДК 621.921.34; 666.233.004.14

В. А. Муханов, А. А. Куракевич, В. Л. Соложенко (г. Париж)

Взаимосвязь твердости и сжимаемости веществ с их строением и термодинамическими свойствами

Установлена сильная корреляционная зависимость между структурой и удельной свободной энергией Гиббса атомизации вещества, с одной стороны, и его твердостью и объемной сжимаемостью, с другой стороны. В рамках предложенной модели твердость прямо пропорциональна удельной свободной энергии, приходящейся на одну связь в изодесмических кристаллах. Введение коэффициента поправки на ионную составляющую химических связей позволяет оценить твердость соединений как с ковалентной (полярной и неполярной), так и с ионной связью. В рамках предложенного подхода впервые удалось корректно рассчитать зависимость твердости от температуры на примере алмаза и кубического нитрида бора.

Ключевые слова: твердость, сжимаемость, структура, термодинамические свойства, свободная энергия Гиббса, алмаз, кубический нитрид бора.

 

УДК 544.31:621.762

А. Ф. Лисовский (г. Киев)

Термодинамика взаимодействия ансамбля наночастиц с макрофазой

Получено выражение, описывающее изменение потенциала Гиббса для системы, состоящей из ансамбля наночастиц и макрофазы. Показано, что в такой системе имеют место диффузионные потоки вещества от наночастиц к макрофазе. Определены условия, в которых наночастица или ансамбль наночастиц могут находиться в равновесном состоянии и сохранять размер и форму сколь угодно долго.

Ключевые слова: термодинамика, наночастица, макрофаза.

 

 
УДК 666.3:539.5

Т. Б. Сербенюк, Л. І. Александрова, М. І. Заїка, В. В. Івженко, Є. Ф. Кузьменко, М. Г. Лошак, А. А. Марченко, Т. О. Пріхна, В. Б. Свердун, С. В. Ткач, О. І. Боримський, І. П. Фесенко, В. І. Часник (м. Київ)
М. Вендт (м. Йєна, ФРН)

Структура, механічні та функціональні властивості керамічного матеріалу нітрид алюмінію—карбід кремнію

Методом вільного спікання одержано двофазні керамічні композити типу діелектрик—напівпровідник з різним вмістом напівпровідної фази — кераміку на основі нітриду алюмінію з однорідно розподіленими включеннями кар­біду кремнію певного розміру. Такі композити характеризуються твердістю за Віккерсом HV (150 Н) 9,5—15,8 ГПа, тріщиностійкістю за Палмквістом 3,0—4,2 МПа∙м^0,5, міцністю при згині 132—209 МПа, теплопровідністю 37—82 Вт/(м∙К), коефіцієнтом затухання мікрохвильової електромагнітної енергії до 36,3 дБ/см. Встановлено, що із збільшенням розміру зерен фази карбіду кремнію в кераміці на основі нітриду алюмінію зростає теплопровідність та зменшується затухання мікрохвильової енергії, що свідчить про вирішальну роль границь зерен при розсіянні на них як фононів, так і мікрохвильового випро­мінювання.

Ключові слова: композити, AlN, SiC, мікроструктура, твердість, тріщиностійкість, теплопровідність, затухання електромагнітної енергії.

UDC 621.9.047.666.792

B. Staniewicz-Brudnik (Kraków, Poland)
S. Szarska (Wroclaw, Poland)
K. Gamrat (Kraków, Poland)

The influence of mechanochemical treatment of sintered submicrocrystalline corundum substrates on the structure of bioglass composites

The influence of mechanochemical treatment of submicrocrystalline sintered corundum on the structure of bioglass composites containing a-Al₂O₃ and CaO—SiO₂—P₂O₅ glasses was examined in the context of the possibility to form hydroxyapatite after being immersed in the simulated body fluid solution. Measurements of specific surface area and size and X-ray analysis of submicrocrystalline sintered corundum were conducted. Bioglass composites were obtained by placing submicrocrystalline sintered corundum grains in the CaO—SiO₂—P₂O₅ sol system, gelling and sintering at 800 °C. The specimens were examined under a scanning electron microscope before and after immersion in the simulated body fluid solution for 24 and 120 h. Using the VCS algorithm, calculations of thermodynamic stability of compounds occurring in these bioglass composites were carried out, verifying the X-ray analysis.

Key words: mechanochemical treatment, submicrocrystalline sintered corundum, bioglass composite, hydroxyapatite, SBF, SEM, VCS algorithm.

УДК 661.666.2:620.197

Ю. О. Нікітін, І. Г. Черниш, В. В. Запорожець (м. Київ)

Особливості структури модифікованого терморозширеного графіту

Наведені експериментальні дані по мікрорельєфу, елементному складу та розподіленню модифікатора по поверхні терморозширеного графіту. Показано морфологічні зміни частинок терморозширеного графіту під впливом температури та зміни розподілення кластерних утворень модифікатора на поверхні частинок терморозширеного графіту від концентрації вихідної модифікуючої сполук.

Ключові слова: терморозширений графіт, мікрорельєф, елементний склад, структура, модифікатор.

  

УДК 539.2

В. И. Ковтун, Я. В. Зауличный, А. Ю. Гармаш,
О. Н. Григорьев, В. М. Волкогон (г. Киев)

Рентгеновские эмиссионные СKα-спектры карбидов вольфрама до и после ударно-волновой обработки

Методом рентгеновской ультрамягкой эмиссионной спектроскопии исследованы CKa-спектры гексагонального карбида вольфрама, подвергнутого ударно-волновой обработке в трехконтурном устройстве при давлении во фронте детонационной волны ~ 20 ГПа (с увеличением в каждом следующем контуре) и скорости детонации 7300 м/с. Установлено, что изменения в спектрах WC после ударно-волновой обработки в первом контуре указывают на образование вакансий с выделением на поверхности свободного углерода и его аморфизацией, во втором — на частичное образование на поверхности алмазоподобной пленки, в третьем (при максимальном давлении) — на возникновение метастабильного состояния. Сравнение CKa-спектров с теоретическими расчетами позволяет объяснить механизмы стабилизации карбида вольфрама изменением его электронной структуры под действием ударно-волновой обработки.

Ключевые слова: карбид вольфрама, ударные волны, СKα-спектры, рентгеновская эмиссия, Ср-состояния, энергетическое распределение.

 

 УДК 679.8

В. И. Сидорко, В. В. Пегловский, В. Н. Ляхов (г. Киев)

Влияние содержания оксида кремния в природных камнях на их прочностные свойства, производительность алмазного шлифования и потребляемую мощность

Исследовано влияние содержания оксида кремния в природных камнях на их твердость по Моосу, предел прочности при одноосном сжатии, микротвердость, производительность алмазного шлифования и потребляемую при шлифовании мощность. Показано, что увеличение содержания этого компонента в составе природных камней оказывает влияние на прочностные свойства и потребляемую при обработке мощность, а также существенно влияет на производительность алмазного шлифования.

Ключевые слова: оксид кремния, природные камни, алмазное шлифование, прочностные свойства, твердость, прочность при сжатии, производительность, потребляемая мощность.

 

 
УДК 621.9:621.923

В. И. Лавриненко, М. Н. Шейко, Е. В. Дабижа, И. В. Бондарь, П. И. Бологов, А. Г. Лубнин (г. Киев)

Влияние ионно-плазменных покрытий на эксплуатационные свойства алмазного правящего инструмента

Исследовано влияние ионно-плазменных покрытий на эксплуатационные свойства алмазного правящего инструмента в условиях алмазно-абразивной обработки. Показано, что перспективным способом повышения эффективности правящего инструмента, изготовленного методами гальваностегии и гальванопластики, является применение толстых износостойких покрытий из нитрида и карбида титана с компенсирующими прослойками из пластичного металла (кобальта).

Ключевые слова: ионно-плазменные покрытия, алмазный слой, правящий инструмент, карбид титана, нитрид титана, кобальт.

УДК 541.1:546.46

В. З. Туркевич, А. В. Козырев, П. А. Нагорный (г. Киев)

Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа

Выполнен термодинамический расчет и экспериментальные исследования фазовых равновесий в системе Mg—O, построена диаграмма состояния этой системы при давлении 2 ГПа. Система характеризуется наличием только одного эвтектического равновесия при 1100 К, в котором участвуют магний, оксид магния MgO и жидкая фаза.

Ключевые слова: диаграмма состояния, термодинамический расчет, фазовое равновесие, эвтектическое равновесие, жидкая фаза, энергия Гиббса.

 
 

УДК 546.27:539.533

В. Л. Соложенко, А. А. Куракевич (г. Париж)
А. Р. Оганов (г. Цюрих)

O твердости новой фазы бора — ромбического g-B₂₈

Исследована твердость новой фазы высокого давления бора — ромбического g-B₂₈. Согласно полученным данным, g-B₂₈ имеет максимальную (~ 50 ГПа) твердость среди известных кристаллических модификаций бора.

Ключевые слова: ромбический бор, твердость.