Скачати повний текст

Наведено результати комплексного дослідження впливу умов одержання та модифікації вуглецевих матеріалів на їх структурну досконалість, оптичні та механічні властивості. Вивчено полікристалічні алмазні й аморфні алмазоподібні вуглецеві плівки та нанопористі вуглецеві компоненти з використанням методів комбінаційного розсіювання світла та дослідження анізотропії електричного опору. Установлено, що попереднє нанесення алмазних нанопрекурсорів на поверхню підкладки сприяє підвищенню структурної досконалості та твердості осаджуваної алмазної плівки.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему визначення надійності різців з алмазних композиційних надтвердих матеріалів (НТМ) у процесі точіння шляхом реєстрації та аналізу сигналів акустичної емісії, зумовлених зносом різального інструменту (РІ) на прикладі процесів точіння силумінів різцями, оснащеними алмазно-твердосплавними пластинами (АТП). За умов зазначених процесів зареєстровано сигнали акустичної емісії з найменшим спотворенням з зони різання за рахунок застосування нової конструкції різця та широкосмугового датчика, розміщеного безпосередньо в місці контакту з передньою поверхнею різальної пластини. Встановлено зв'язок між обвідною високочастотного сигналу акустичної емісії та показниками надійності різців - зносом на задній поверхні та параметром шорсткості обробленої поверхні за допомогою попередньо навченої та оптимізованої штучної нейронної мережі. За цього середня відносна похибка визначення показників надійності становила від 6 до 12 % у порівнянні з прямими вимірюваннями. З використанням доопрацьованої методики розрахунку ймовірності руйнування різців з урахуванням криволінійної форми різальної кромки АТП виявлено, що під час точіння силумінів для зниження небезпечних напружень в АТП, які зумовлюють зменшення надійності різця за показником ймовірності його руйнування, необхідно уникати глибин різання, менших за 0,1 мм.

  Скачати повний текст

На базі 3D моделювання у комплексі процесів спікання алмазних кругів, шліфування та точіння з'ясовано принцип і запропоновано алгоритм науково обгрунтованого вибору алмазно-абразивного інструмента, які забезпечують збереження вихідних характеристик алмазних зерен під час його виготовлення, підвищення ефективності шліфування надтвердих матеріалів (НТМ) та зниження відмов різців з НТМ. Уперше завдяки 3D моделюванню напружено-деформованого стану алмазоносного шару, що виникає у процесі спікання його компонентів, визначено раціональні поєднання марок, зернистостей і концентрацій алмазних зерен з марками металевої зв'язки, які забезпечують цілісність зерен в інструменті. На підставі результатів 3D моделювання нестаціонарного температурного поля установлено залежності температур у макро- та мікрооб'ємах оброблюваних НТМ від характеристик кругів й режимів шліфування. Базуючись на виборі певного поєднання міцнісних і теплофізичних властивостей металевої зв'язки та алмазних зерен круга з властивостями оброблюваного НТМ, під час шліфування здійснюється використання алмазоносного шару зі зниженою концентрацією зерен, який за рахунок їх мінімальної робочої висоти забезпечує фактичну площу контакту інструмента з НТМ, необхідну для продуктивної та малодефектної обробки останнього. З використанням запропонованого алгоритму визначено раціональні характеристики алмазного круга для обробки досліджуваних марок НТМ, завдяки яким зберігаються вихідні характеристики зерен на етапі виготовлення інструмента, забезпечується їх мінімальна питома витрата і зниження браку НТМ за умов продуктивного шліфування. Шляхом взаємозв'язаного 3D моделювання напружено-деформованого стану лезового інструмента з НТМ під час точіння та заточування встановлено характеристики алмазного круга і режими шліфування, що запобігають руйнуванню його різальної частини різця за конкретних умов експлуатації.

  Скачати повний текст

Систематизовано нові експериментальні дані про капілярні властивості у більш ніж 80-ти контактних системах на основі вуглецю та нітриду бору з металевими розплавами. Поглиблено вивчено механізми процесу змочування та міжфазової взаємодії за умов конкуруючої взаємодії компонентів розплаву між собою та з твердою фазою. Встановлено взаємозв'язок між зміною змочуваності та структурою межі розподілу після кристалізації, ступенем перетворення, числом центрів кристалізації, розміром і морфологією одержуваних кристалів. Розроблено класифікацію домішок у ростові середовища для одержання кристалів алмазу, що сприяє оптимізації середовища кристалізації й одержанню кристалів алмазу з заданими властивостями. Показано, що характер міжатомної взаємодії у рідкій фазі поряд з типом фазових рівноваг в аналізованій системі впливає на поверхневий натяг розплаву, кути змочування, визначає структуру контактної зони, що формується, та впливає на процес кристалізації. Вивчено вплив високого тиску та процесу хімічної модифікації поверхні твердої фази на адгезію у контактній системі. Запропоновано шляхи керування змочуваністю й адгезією фаз у контактних системах різноманітної фізико-хімічної природи.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Установлено належність систем палеозападин і палеорифтових структур пізнього протерозою до тектоно-магматичних шовних зон зчленування різних за віком структурно-речовинних комплексів кристалічного фундаменту, в яких тектонічні рухи і активний вулканізм проявлялися неодноразово протягом тривалого геологічного часу. Цими структурами контролюються склепіннєво-брилові підняття середнього протерозою, у центрі яких формувалися масиви гранітів рапаківі, а за периферією - компенсаційні прогини, заповнені продуктами руйнування порід вулкано-плутонічної асоціації та вулканогенних споруд. Відзначео, що разом з уламковим матеріалом у прогини надходили кластогенні алмази, золото, циркон та інші матеріали. Охарактеризовано Білокоровицьку та Вільчанську палеозападини, що входять до системи від'ємних структур Овруцького палеорифту, як компенсаційні прогини розтягання, що формувалися навколо Коростенського склепіннєво-бриллового підняття в середньому протерозої. Розглянуто уламковий матеріал розрізу базального горизонту нижньобілковицької підсвіти топілянської серії як релікт середньопротерозойського доплитного осадового чохла. Установлено, що опускання всієї геоструктури Українського щита, яке почалося у рифеї, зумовило прояв рифтогенезу, повернення морського режиму на його територію та формування великих палеорифтових структур, грабен-синкліналей і накладених на фундамент западин, прикладом яких є вивчена Овруцька грабен-синкліналь широтного простягання та від'ємні структури Ростовського виступу. У породах, що виповнюють від'ємні палеоструктури пізнього протерозою, сконцентровані рудопрояви та родовища кластерного (алмазів, золота, олова) та гідротермального типів.

  Скачати повний текст

Розглянуто елементи-домішки найбільш розпосюджених ("наскрізних") акцесорних мінералів (НАМ) та їх використання під час проведення дослідження ендо- та екзогенних геологічних утворень. Запропоновано нові індикаторні пари ізоморфних елементів-домішок провідних НАМ - циркону (Hf - Y), а також апатиту та сфену (Sr - Y). Розроблено геохімічні класифікації, які дають змогу ідентифікувати вміщуючі породи та руди за домішковим складом НАМ, реконструювати області живлення осадових басейнів і здійснювати пошуки родовищ алмазу і рідкісних металів. Запропоновано модель магматичної еволюції, яка базується на геохімії НАМ та їх мінералотвірних елементів. Зазначено, що її реалізація на прикладі Коростенського плутону (Український щит) показала принципове розширення можливостей геохімічного моделювання з метою оцінки умов функціонування та потенційної рудоносності магматичних систем. Доведено можливість використання великих теригенних популяцій циркону для дослідження історії формування континентальної земної кори. Запропоновано модель її росту, яка може бути застосована для узгодження геохімічних моделей магматичних систем і системи кора - мантія між собою і з геофізичними моделями.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості розподілу петрогенних і малих елементів у породах девонського магматичного комплексу, а також взаємопов'язаних з ними окремих метасоматичних утвореннях зони зчленування Дніпровсько-Донецької западини (ДДЗ) з Приазовським мегаблоком Українського щита (УЩ). Проведено співставлення петрохімічних характеристик порід девонського магматичного комплексу району, що дослідувався, з іншими подібними утвореннями Східного Приазов'я (Хомутовсько-Ростовська структура, штоки "Зірка"), ДДЗ (Білоцерківський виступ), Прип'ятської западини. Установлено певні закономірності розподілу петрогенних і малих елементів у окремих субкомплексах девонського магматичного комплексу. Досліджено геохімічні характеристики, розподіл ізотопів вуглецю та кисню в карбонатитопобідних породах зони зленування. Зроблено висновок, що на території зони зчленування поширені магматичні та метасоматичні карбонатити. Визначено, що за ізотопним складом вуглецю та кисню, розподілом петрогенних і малих елементів магматичні карбонатити подібні докарбонатитів інших регіонів світу; геохімічні та ізотопно-геохімічні особливості метасоматичних карбонатитів відображають успадкування складу порід, за якими вони утворились. На підставі цих даних установлено спеціалізацію субкомплексів девонського магматичного комплексу: першого субкомплексу - титанова спеціалізація, другого - поліметалічна, третього - рідкісні, рідкісноземельні елементи, глиноземні руди. Виявлено найбільш перспективні рудоносні ділянки: Покрово-Киреївська й Александринська структури. Зазначено, що на південному фланзі зони зчленовування можливі знахідки алмазовміщуючих трубок вибуху.

  Скачати повний текст

Вивчено фізико-хімічні процеси формування розплавів у верхній мантії та корі, досліджено глибинні процеси за складом магматичних порід, що залягають на поверхні. За незалежними критеріями виділено глибини диференціації розплавів у мантії. Зроблено та теоретично обгрунтовано припущення, що окиснені флюїди можуть утворюватися в результаті вивільнення кисню у процесі плавлення. Запропоновано модель, за якої астеносферу розглянуто як відкриту систему, а тонкий шар на її покрівлі - реактор, у якому здійснюється збір і взаємодія активних компонентів. Установлено, що структура силікатного розплаву за високих тиску (P) і температури (T) у першому наближенні відповідає структурі водного розчину за умов поверхні, що дозволяє на якісному рівні відновлювати кислотність - лужність, а також окиснювально-відновлювальні умови, які визначають сукупність активних компонентів, реакції, що відбуваються. Винесення речовини до поверхні та перерозподіл речовини мантії у процесі кожної активізації має прояв в інверсії геохімічної спеціалізації розплавів заключного етапу. Кристалізація розплаву астеносфери супроводжується відновленням залишкових окиснених флюїдів, що доводить можливість росту алмазів з лужних водно-карбонатних розчинів. Використання запропонованого підходу дозволяє встановлювати умови та фізико-хімічні взаємодії в астеносфері за складом магматичнх порід і мнералів. Розроблено методику, що дозволяє за складом магматичних порід визначити розташування покрівлі астеносфери на момент відділення розплаву. З'ясовано глибинний процес, який відбувався під час формування Донбасу (0,4 - 0,17 млрд. років), Дніпровсько-Донецької западини (0,39 - 0,36 млрд. років), Криму (0,22 - 0,05 млрд. років). Установлено глибини покрівлі астеносфери та склад флюїду. Визначено глибинний процес формування зеленокам'яних структур Придніпровського блоку Українського щита, Криворізько-Кременчуцької зони, Приазовського масиву.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи підвищення ефективності функціонування електрогідроімпульсного пристрою для тонкого та надтонкого подрібення порошкоподібної сировини для виробництва пігментів і низькотемпературних каталізаторів, які використовуються у хімічному виробництві. Розглянуто переваги та недоліки традиційних пристроїв для подрібнення. Обгрунтовано перспективність електрогідроімпульсного подрібнення твердих порошкових матеріалів. Розроблено математичну модель гідродинамічних процесів за високовольтного імпульсного електричного розряду у камері електрогідроімпульсної установки з урахуванням процесу кавітації. Адаптовано рівняння динаміки кавітаційної порожнини Нолтінга - Непайраса до умов електрогідроімпульсного впливу. Уточнено умови виникнення та найбільш інтенсивного перебігу процесу кавітації в закритій камері, камері з вільною поверхнею рідини та камері з рухомою торцевою стінкою у вигляді диска з пружинами. Розроблено нову конструкцію розрядної камери, яка дозволяє керувати інтенсивністю кавітації. Експериментально доведено можливість регулювання процесу подрібнення за рахунок зміни сумісного регулювання маси рухомої торцевої стінки камери, геометричних параметрів розрядної камери й електричних характеристик розрядного контура. Досліджено ефективність роботи камери з рухомою торцевою стінкою та кінетику подрібнення вапняку, синтетичного алмазу та двоокису титану (рутилу). Показано, що електрогідроімпульсне подрібення є ефективним способом тонкого та надтонкого подрібнення твердих матеріалів. Розроблено й апробовано методику розрахунку основних параметрів електрогідроімпульсних пристроїв для подрібнення порошків твердих матеріалів.

  Скачати повний текст

Вивчено склад азотних та інших дефектів у мікроалмазах з теригенних відкладів Українського щита (УЩ), кімберлітів Архангельської та Якутської провінцій Росії, а також лампроїтів австралійської трубки Аргайл методами інфрачервоної спектроскопії та фотолюмінесценції. Проведено порівняльний аналіз спектроскопічних та інших характеристик мікроалмазів з вивчених колекцій (більше 500 зразків) і відповідних даних для зразків з контрастних за генезисом алмазних родовищ Південної Африки, Канади, Бразилії, Казахстану. Доведено, що значна частина мікрокристалів з різних геоблоків УЩ, насамперед - з Волинського, сформувалися за мантійних умов, подібних до умов формування мікроалмазів з кімберлітів та лампроїтів. Відзначено, що окремі з них, з півночі та центральних геоблоків УЩ, імовірно утворилися в астеносфері та нижній мантії, частина мікроалмазів з південного заходу та центру УЩ, з неагрегованим азотом, водою карбонатною, вуглеводневими та іншими дефектами, подібних до мікроалмазів з лампрофілів Канади та з метаморфічних порід Європи і Азії. Зроблено висновок про можливе існування практично на кожному з геоблоків УЩ незалежних корінних джерел алмазу, що суттєво відрізнялися за складом мінералотвірного середовища та РТ-умовами. Визначено ряд сукупних регіональних ознак українських мікроалмазів.

  Скачати повний текст

Встановлено та пояснено електронно-польові властивості шаруватих структур на основі кремнію, як основи кремнієвих вістрійних емітерних матриць. Проведено експериментальне та теоретичне дослідження параметрів емісійного струму залежно від товщин бар'єрів і квантової ями. Виявлено залежність фізичних властивостей та електронну польову емісію (ЕПЕ) алмазо-подібної вуглецевої плівки (АПВ) від вмісту азоту в суміші газів у процесі PE CVD осадження, зокрема, спостережено немонотонну залежність роботи виходу електронів у вакуум та порогової напруги ЕПЕ від вмісту азоту. У випадку надтонких АПВ плівок (8 нм) експериментально виявлено явище резонансної польової емісії за умов появи квантової ями на межі розподілу АПВ плівка - вакуум.

  Скачати повний текст

Досліджено синтез алмазу в системах Zn-C і Zn-Mg-C. Вперше побудовано діаграму плавкості системи Zn-C і вивчено фазові рівноваги в системі Zn-Mg-C за тиском 7,7 ГПа. Досліджено залежність кута змочування в системі цинк-графіт від температури за тиском 7,7 ГПа (тривалість нагріву 30 с.). У системі Zn-C і в сплавах Zn-Mg-C (багатих цинком) кристалізуються алмази, в основному, октаедричного габітусу, у сплавах Zn-Mg-C (багатих магнієм) - кубічного. Встановлено вплив концентрації цинку в ростовій системі Zn-Mg-C на електроопір кристалів: із зростанням вмісту цинку в системі їх електроопір збільшується. Досліджено закономірності синтезу алмазу з ростових систем Zn-C і Zn-Mg-C та розроблено рекомендації з управління ступенем перетворення графіту в алмаз, електропровідністю та габітусом кристалів.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано процес розмелювання та зносу алмазовміщуючої гарнітури. Досліджено вплив ряду основних факторів на якість та економічність розмелювання. Розроблено технологію розмелювання целюлози з використанням алмазовміщуючої гарнітури, а також стержньову модель алмазовміщуючої гарнітури і механізм абразивного зносу ножів у процесі її примусового припрацювання та експлуатації. Проведено дослідження впливу ряду основних технологічних і конструктивних факторів на якість та економічність розмелювання хвойної та листяної целюлози, що заклали передумови для обгрунтованого вибору параметрів гарнітури і раціональних режимів процесу розмелювання. Отримано залежності інтенсивності, характеру та економічності розмелювання від зернистості, конструкції ножа гарнітури, концентрації маси і питомого навантаження на кромки ножів.

  Скачати повний текст

Розроблено комплексну математичну модель з метою проведення розрахунків різних типів діодних і тріодних вістрійних структур. На підставі даної моделі здійснено моделювання досліджених структур з урахуванням кремнієвого вістря (КВ) і вістря, вкритого алмазноподібною плівкою (АПП). Уперше досліджено тріодну структуру на підставі КВ, вкритого АПП з сіткою, нанесеною на поверхню катоду. Обгрунтовано можливість одержання та підсилення коливань з урахуванням даних структур у діапазонах до 300 ГГц у тріодних структурах і до 1 000 ГГц у різноманітних модифікаціях діодних структур, а також зменшення робочих напруг у тріодних структурах до величини порядку 20 - 30 В на аноді та 10 - 15 В на сітці.

  Скачати повний текст

Розраховано закони дисперсії та хвильові функції, електронні властивості напівпровідникових кристалів. Розроблено комп'ютерні програми розрахунку самоузгоджених енергетичних спектрів напівпровідників з граткою типу алмазу. Вперше побудовано алгоритм тривимірної апроксимації енергетичних спектрів кремнію та германію на ортогональних поліномах Чебишева. На базі розв'язків секулярного рівняння отримано матриці псевдогрінівського оператора, за якими розраховано густини електронних станів. Для прискорення розрахунків резольвенти псевдогрінівського оператора використано тривимірну апроксимаційну схему на ортогональних поліномах Чебишева. Алгоритм і програма розрахунку матриці псевдогрінівського оператора - база для дослідження електронної будови невпорядкованих систем.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий метод визначення нестаціонарного нелінійного електротермомеханічного (ЕТМ) стану сполучених неоднорідних тіл з електропровідними та діелектричними властивостями, які деформуються та можуть рухатись за експлуатаційних навантажень. Розроблено ефективну методику побудови математичних моделей у формі крайової задачі механіки деформованого твердого тіла з урахуванням ЕТМ зв'язності, скінченних переміщень та малих деформацій, фізичної нелінійності та фазових перетворень матеріалів, контактної взаємодії та присутності жорсткісних зв'язків. На єдиній науково-методологічній основі створено нові методи, алгоритм та програмне забезпечення для розрахунку ЕТМ стану сполучених деформованих тіл, орієнтовані на вирішення проблем проектування та створення нової техніки та прогресивних технологій. Одержано нові дані щодо електромеханічної навантаженості та міцності високовольтних ізоляційних конструкцій. Досліджено ЕТМ стан моделей різних за сполученими парами матеріалів високошвидкісної триботехнічної системи "рельсовий прискорювач" за імпульсного навантаження електричним струмом. Встановлено закономірності зміни термомеханічного стану ріжучого інструменту в процесі алмазного точіння виробів з титанових сплавів.

  Скачати повний текст

Проведено комплексне дослідження фізичних властивостей тетраедрично координованих твердих розчинів заміщення на основі напівпровідників зі структурою алмазу, цинкової обманки та вюрциту. За допомогою методу модельного локального псевдопотенціалу розраховано їх електронну зонну структуру та діелектричну функцію. Показано, що композиційна невпорядкованість, як правило, відіграє основну роль у прогині композиційної залежності ширини забороненої зони досліджуваних сплавів. Зазначено, що врахування внутрішніх локальних деформацій (позиційної невпорядкованості) дозволяє кількісно пояснити особливості їх зонної структури та оптичних властивостей. Вперше встановлено, що композиційна невпорядкованість є основним механізмом формування прогину E1(x) та E2(x) у III - V твердих розчинах, у той час як у бінарних IV - IV сплавах нелінійна поведінка положення основних оптичних піків пояснюється конкуренцією позиційного та композиційного механізмів. Розроблено новий підхід до аналізу термодинамічної стабільності неупорядкованих твердих розчинів на основі молекулярно-динамічного моделювання їх термодинамічних функцій. Вперше з'ясовано вплив сплавних ефектів на формування хімічного зв'язку в твердих розчинах.

  Скачати повний текст