УДК 539.2.669.0176:669.018

Г. С. Олейник*, В. М. Волкогон, Ю. А. Федоран, С. К. Аврамчук, А. В. Кравчук, А. В. Котко (г. Киев)
*oleynik@ipms.kiev.ua

Влияние исходного структурного состояния вюртцитного нитрида бора на формирование зеренной структуры материалов на его основе. I. Структурные характеристики частиц исходных порошков BN_в

Представлены результаты исследования исходной структуры частиц вюртцитного BN_в, полученного из графитоподобного BN в ударных волнах с добавлением воды и без нее, а также структуры частиц BN_в, полученного с добавлением воды, после деформационной обработки высоким (3 ГПа) давлением при комнатной температуре и прокаткой со сдвигом. Показано, что частицы BN_в, синтезированного с добавлением воды, всегда имеют размер в призматическом сечении больший, чем частицы BN_в, синтезированного без добавок. Обработка при комнатной температуре высоким давлением порошка BN_в, полученного с добавлением воды, способствует измельчению частиц преимущественно в развитой (базисной) поверхности. При прокатке такого порошка проходит измельчение частиц как в развитой поверхности, так и по толщине, а также субструктурные превращения за счет пластической деформации (решеточной, ротационной, путем двойникования).

Ключевые слова: нитрид бора, частица, огранка, деформация, давление, прокатка, субструктура, двойникование, поворот.

  

UDC 661.892:544.223.22

C. Z. Fan, J. Li, M. Hu (Qinhuangdao, PR China)
Z. S. Zhao (Washington, USA)
B. Xu, J. L. He (Qinhuangdao, PR China)

A novel layer-structured PtN₂: first-principles calculations

Platinum nitride as the first successfully synthesized noble metal nitride shows superior mechanical properties and exotic electronic structure that rival those of conventional transition metal nitrides. In the past diverse crystal structures have been proposed to understand its unusual properties. However, very few works pay attention to the dynamic stability of these phases. Here, we examine the potential structures of platinum nitride with a chemical composition of PtN₂ by utilizing a widely adopted evolutionary methodology for crystal structure prediction. Except reproducing the previously proposed phases, we also identify a Pmmm symmetric novel layer structure with a low formation enthalpy that is slightly lower than those of marcasite and CoSb₂ structures but slightly higher than that of pyrite structure. The elastic constants and the lattice dynamical calculations show that this layer-structured PtN₂ is mechanically and dynamically stable. The calculated band structures suggest this new phase together with the simple tetragonal phase are metallic, while other phases are insulators. In addition, it is found that the fluorite structure is dynamically unstable by the phonon spectrum calculations, although it is mechanically stable as suggested by calculated elastic constants.

Keywords: Noble transition metal nitrides, mechanical properties, electronic property, thermodynamic properties.

  

УДК 620.178.1

О. Г. Лысенко, С. Н. Дуб*, В. И. Грушко, Е. И. Мицкевич (г. Киев)
Г. Н. Толмачева (г. Харьков)
*lz@ism.kiev.ua

Исследование фазовых переходов в кремнии методами сканирующей туннельной спектроскопии и наноиндентирования

Представлены результаты экспериментов по наноцарапанию и наноиндентированию поверхности кремния с использованием сканирующего туннельного микроскопа, оснащенного полупроводниковым алмазным зондом. Обсуждены физические явления в кремнии, возникающие при различных уровнях контактного давления.

Ключевые слова: кремний, сканирующая туннельная микроско­пия, наноцарапание, наноиндентирование.

 

 
УДК 621.793:539.61:620.1

А. Д. Погребняк, И. В. Якущенко (г. Сумы)
G. Abadias, P. Chartier (г. Пуатье, Франция)
О. В. Бондар (г. Сумы)
В. М. Береснев (г. Харьков)
Y. Takeda (г. Сакура, Ибараки, Япония)
О. В. Соболь (г. Харьков)
K. Oyoshi (г. Сакура, Ибараки, Япония)
А. А. Андреев (г. Харьков)
Б. А. Мукушев (г. Семей, Республика Казахстан)

Влияние параметров осаждения нитридов высокоэнтропийных сплавов (TiZrHfVNb)N на их структуру, состав, механические и трибологические свойства

Методами растровой электронной и атомно-силовой микроскопии, энергодисперсионного анализа, анализа Резерфордовского обратного рассеяния ионов, рентгено-дифракционного анализа, измерениями микротвердости и трибологическими испытаниями исследованы нитриды высокоэнтропийных сплавов (TiZrHfVNb)N, полученные при помощи вакуумно-дугового испарения катода. Обнаружено влияние параметров осаждения на структуру, морфологию поверхности, распределение элементов, механические и трибологические свойства исследуемых покрытий.

Ключевые слова: высокоэнтропийные сплавы, вакуумно-дуговое испарение катода, фазовый и элементный состав, микротвердость, модуль Юнга, коэффициент трения, фактор износа.

 
 

UDC 563.421.5:620.22-419

M. Şimşir, K. E. Öksüz (Sivas, Turkey)

Effects of sintering temperature and addition of Fe and B₄C on hardness and wear resistance of diamond reinforced metal matrix composites

The effects of sintering temperature and addition of Fe instead of Co into the matrix composition on the mechanical properties of diamond-reinforced MMC’s have been studied. Diamond-reinforced MMC’s based on Fe–Co compositions with and without boron carbide (B₄C) have been processed. Three different matrix composites (with different Fe/Co ratios) have been produced with and without B₄C at a pressure of 25 MPa and sintered in N₂ at various temperatures (800, 900, and 1000°C). After sintering, mechanical properties of the resultant composites have been studied and the results discussed. Addition of B₄C has been found to improve the hardness and wear resistance of the composites. Optical microscopy, SEM and EDS have been used to examine the microstructure and surface of the synthesized composites.

Keywords: diamond, powder metallurgy, Fe-based metal matrix composites, hardness, wear.

 

 УДК 621.923

В. В. Полтавец*, П. Г. Матюха, В. В. Габитов (г. Донецк)
* vvardon@mail.ru

Оптимизация режимов алмазного шлифования стали Р6М5Ф3 с учетом нестационарности процесса

Рассмотрена оптимизация режимов алмазного шлифования стали Р6М5Ф3 с учетом нестационарности процесса, обусловленной изменением во времени режущей способности рабочей поверхности шлифовального круга. Для оптимизации использовано врезное шлифование по упругой схеме с постоянной силой поджима заготовки к рабочей поверхности круга, кинематика которого аналогична шлифованию по жесткой схеме. Область возможных режимов алмазного шлифования по упругой схеме в начале обработки рассмотрена в системе координат скорость детали–сила поджима заготовки. Скорость детали определена заданным значением шероховатости обработанной поверхности изделия. Сила поджима заготовки выбрана минимальной, исходя из условий обеспечения отсутствия фазово-структурных превращений в поверхностном слое обрабатываемого материала, отсутствия окисления алмазов, неразрушения алмазных зерен. Нестационарность процесса учитывали, используя уравнения, описывающие изменение во время обработки текущей лимитированной режущей способности шлифовального круга.

Ключевые слова: шлифование, нестационарность, оптимизация, скорость детали, сила поджима, режущая способность, глубина резания.

 

 
УДК 621.941:534.141

О. А. Гутниченко*, В. М. Бушля, Дж. М. Жу, Я.-Е. Штоль (г. Лунд, Швеция)
П. Авдович, У. Симмонс (г. Финспонг, Швеция)
*oleksandr.gutnichenko@iprod.lth.se

Динамическая стабильность процесса точения никелевых суперсплавов при применении резцедержателя, полученного методом послойного лазерного спекания

Представлены результаты сравнения стабильности работы инструментов со стандартным и экспериментальным резцедержателями при точении никелевого суперсплава Инконель 718 инструментом из оксидной керамики, армированной усами карбида кремния. Показано, что применение экспериментального резцедержателя с ячеистой пространственной структурой приводит к значительному подавлению вибрации в процессе обработки, а также стабилизации процесса резания в диапазоне скоростей 200–500 м/мин. Установлено, что преимущества инструмента со спеченным держателем связаны с демпфирующими свойствами разработанного резцедержателя.

Ключевые слова: динамическая устойчивость, точение, сплав Инконель 718, износ инструмента, вейвлет-анализ, “0-1” тест.

 

 УДК 621.9.025.7:666.3-1

А. Г. Колмаков, В. И. Антипов (г. Москва, Россия)
С. А. Клименко*, А. С. Манохин, М. Ю. Копейкина, В. Н. Ткач (г. Киев)
М. Л. Хейфец (Минск, Беларусь)
Л. Танович (Белград, Сербия)
* klm@ism.kiev.ua

Структура, свойства и применение керамического композита, полученного из наноструктурированных порошков состава ZrO₂ + 3 % Y₂O₃

Представлены результаты исследований керамического композита, спеченного из порошков на основе ZrO₂, полученных методом ультразвукового распылительного пиролиза. С применением методов склерометрирования и микрорезания единичным алмазным зерном дана оценка прочностным и деформационным свойствам поверхностных слоев композита, полученного из данных порошков, а также показана возможность его применения в процессах финишной обработки цветных металлов.

Ключевые слова: керамический композит, режущий инструмент, деформация, склерометрирование, наноструктура.

 
 

УДК 666.233

В. Ю. Долматов (г. Санкт-Петербург, Россия)
А. Веханен, В. Мюллюмяки (г. Вантаа, Финляндия)
К. А. Рудометкин (г. Санкт-Петербург, Россия)
А. Н. Панова (г. Киев)
К. М. Королев (г. Санкт-Петербург, Россия)
Т. А. Шпадковская (г. Киев)

Глубокая очистка детонационного наноалмазного материала

Представлены новые варианты химической очистки детонационных наноалмазов и алмазосодержащей детонационной шихты от водонерастворимых металлосодержащих примесей обработкой при высокой температуре растворами комплексонов концентрации 0,5–20 % (по массе) при соотношении детонационного наноамазного материала и комплексона более 0,2. В качестве комплексонов можно использовать 2,3-димеркаптопропансульфонат натрия, динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон), тиокарбамид, роданид калия, дициандиамид, гексаметилентетрамин. Очистку детонационных наноамазов можно также проводить при ультразвуковом воздействии. Наиболее эффективным оказалось совместное применение ультразвуковой обработки и обработки растворами комплексонов, при этом количество металлосодержащих примесей значительно сократилось.

Ключевые слова: детонационные наноалмазы, химическая очистка, комплексоны, ультразвуковое воздействие.

 
 

УДК 661.657:661.636

В. А. Муханов, П. С. Соколов, Я. Ле Годек, В. Л. Соложенко* (г. Париж)
*e-mail: vladimir.solozhenko@univ-paris13.fr

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез фосфида бора

Предложен новый метод получения субмикронных порошков фосфида бора путем самораспространяющейся высокотемпературной реакции между фосфатом бора и магнием в присутствии инертного разбавителя – хлорида натрия. Спеканием этих порошков при 7,7 ГПа и 2600 K получены компактные поликристаллические образцы фосфида бора с микротвердостью H_V = 28(2) ГПа.

Ключевые слова: фосфид бора, синтез, высокая температура, высокое давление, твердость.