Розглянуто проблеми структурної оптимізації металокомпозитних матеріалів з метою підвищення їх опору втомному руйнуванню за умов сумісної дії циклічного навантаження та з урахуванням експлуатаційних особливостей (високої температури або корозійного середовища). Проведено експериментальні випробування нових сплавів системи Ti - Si - Al - Zr. Оцінено вплив компонентного складу та структури на характеристики високотемпературної та корозійної циклічної тріщиностійкості даних сплавів у литому, термообробленому та термодеформованому станах. За допомогою мікрорактографічних досліджень встановлено зв'язок між механізмами руйнування та структурними особливостями матеріалів. Досліджено електрохімічну поведінку металокомпозитів і визначено швидкість регенерації пасиваційної плівки на свіжоутвореній поверхні. Встановлено функціональні властивості сплавів системи Ti - Si - Al - Zr за умов дії експлуатаційних середовищ на підставі діаграм конструкційної міцності, що враховують тріщиностійкість на трьох ділянках кінетичної діаграми та міцність на згин. Проведено порівняльне дослідження властивостей сплавів системи Ti - Si - Al - Zr і традиційних титанових сплавів.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання одержання високоякісних великогабаритних заготовок з важкого вольфрамового сплаву з високим вмістом нікель-залізної зв'язки шляхом вивчення закономірностей формування структури та фізико-механічних властивостей великогабаритних заготовок з важких сплавів системи W - Ni - Fe з високим вмістом зв'язки. Вирішення даного завдання досягнуто шляхом одержання високоякісного великозернистого порошку вольфраму з досконалою формою частинок, та визначення основних факторів, що впливають на однорідність структури та розподілу зв'язки по об'єму заготовки, фізико-механічні властивості та формозміну великогабаритних заготовок. Використання одержаного великозернистого з досконалою огранкою частинок порошку вольфраму, одержаного одностадійним способом відновлення воднем у закритому реакторі, дозволило суттєво зменшити швидкість росту й агломерації зерен W у важкому сплаві за рахунок більш повного наближення частинок порошку W до рівноважного стану за концентрацією дефектів кристалічної гратки та форм росту.

  Скачати повний текст

Досліджено актуальну науково-технічну проблему виявлення кореляцій між вимірюваними акустичними величинами та параметрами мезоструктури реальних багатофазних матеріалів. Розроблено методи контролю та прогнозування їх властивостей. Вивчено закономірності формування акустичних полів у твердих тілах з багаторівневою ієрархічною структурою. Розроблено наукові засади керування інформативністю відображення в цих полях властивостей, структури та дефектності матеріалу. Запропоновано методологію синтезування акустичних методів контролю з підвищеною чутливістю вимірюваного параметра до конкретної властивості матеріалу. Обгрунтовано нетрадиційні діагностичні параметри акустичного поля. Установлено кореляційні залежності між його параметрами та характеристиками мезоструктури різних порошкових і композиційних матеріалів. Розроблено оригінальні методи та методики вимірювання й апаратуру, що дозволяють одержувати якісно нову або раніше недоступну інформацію про матеріали та вироби у процесі їх розробки, виробництва й експлуатації.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Наведено шляхи вирішення проблеми одержання алмазних полікристалічних композиційних матеріалів, що поєднують високі твердість, міцність, зносостійкість і термостійкість. Виявлено закономірності впливу тиску, температури, активуючих домішок, газового середовища, вакуумної обробки на процеси ущільнення алмазних порошків різної дисперсності, формування структури та фізико-механічних властивостей полікристалів і композитів на їх основі. Науково обгрунтовано концепцію створення композитів на основі алмазу шляхом активного спікання алмазних порошків і формування в одержуваних полікристалах структурних елементів з високим рівнем дисперсності та реалізовано її основні положення у процесі реакційного спікання алмазу з кремнієм. Впроваджено у виробництво розроблений термостійкий алмазний композиційний матеріал АКТМ.

  Скачати повний текст

Уперше на основі критерію межового складу гідриду інтерметаліду розмежовано області прямого та деструктивного гідрування інтерметалідів за рівноважним тиском водню і температурою. Уперше встановлено, що структурно-фазовий механізм деструктивного гідрування інтерметалідів на основі титану полягає в ініційованій воднем хімічній деструкції інтерметалідів шляхом розупорядкування кристалічної структури та у формуванні гідриду титану та негідридотвірних фаз. Доведено можливість рекомендації продуктів деструктивного гідрування інтерметалідів у водневому середовищі, що забезпечує оборотне акумулювання водню у циклах деструктивне гідрування - рекомбінація. Встановлено, що механічна деструкція пресованих інтерметалідів у разі прямого гідрування обумовлює їх незворотну деформацію, яка прямопорційна розміру інтерметалічних частинок, визначається природою матеріалу і не залежить від технологічних параметрів.

  Скачати повний текст

Розроблено метод підвищення точності контролю елементного складу тугоплавких матеріалів з використанням способу динамічної фотореєстрації мас-спектрів у лазерному мас-аналізаторі у разі картографування поверхні композиційних матеріалів на основі тугоплавких сполук, який містить лазерну масспектрометрію, рентгеноспектральний мікроаналіз, рентгеноструктурний аналіз, інтерференційну мікроскопію. Обгрунтовано, що процес утворення плазми за лазерної дії на тугоплавкі матерали найбільш адекватно описується теорією розвиненого випаровування.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання створення волокнистих і волокнисто-шаруватих високотемпературних композиційних матеріалів, доцільності використання економнолегованого нікелевого сплаву та шаруватої ніобієво-титанової композиції як матриць, зміцнених вольфрамо-ренієвими волокнами, для виготовлення деталей ракетних двигунів. Встановлено, що за температур, які циклічно змінюються протягом декількох годин, доцільно використовувати менш сумісний з вольфрамо-ренієвими та більш міцний за підвищених температур сплав ЕК64, ніж термодинамічно більш сумісний з зазначеними волокнами, і менш міцний за підвищених температур сплав ВЖ98. Доведено, що в шаруватій ніобієво-титановій матриці найбільш ймовірною причиною знеміцнення вольфрамо-ренієвих волокон за умов термічної дії є дифузія вуглецю із матеріалу волокон до титанового прошарку. Розроблено рекомендації щодо усунення даного дефекту, визначено технологічні режими одержання композиційних матеріалів, які використано на підприємствах для виготовлення насадків радіаційного охолодження.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив зарядових і розмірних ефектів на енергетичні та транспортні характеристики низькорозмірних металевих структур. Вивчено еволюцію потенціалу іонізації металевого кластера й енергії прилипання електронів у разі послідовної зміни форми кластера від пластини до нитки. Встановлено, що в низькорозмірних системах температурна залежність хімічного потенціалу визначається систематикою енергетичних рівнів. Виявлено, що температурний градієнт даної залежності може змінювати знак. Удосконалено фізичну модель кулонівської нестійкості позитивно та негативно заряджених металевих кластерів різної симетрії з урахуванням дискретності електронного спектра. Одержано критичні розміри позитивно та негативно межово заряджених кластерів Au, Ag, Al, Na, K та Pb. Наведено кількісну оцінку ефекту електрострикції металевих кластерів, які знаходяться в діелектричній матриці. Показано можливість виникнення аномальної електрострикції, що обумовлено стисканням деяких частинок після зарядки. Модифіковано теорію одноелектронного тунелювання крізь металеві квантові точки, зокрема, у науковий обіг введено контактну різницю потенціалів, розраховано знак і величину дробового залишкового заряду, встановлено обмеження на кулонівську нестійкість острівкового електрода. Вперше одержано аналітичний вираз для ширини струмової щілини. Показано, що залежність струмової щілини (область відсутності струму на ВАХ) від розміру кластера повинна бути коливального характеру.

  Скачати повний текст

Досліджено структурні та композиційні властивості самоіндукованих наноострівцевих структур CdSe/ZnSe, одержаних за методом молекулярно-променевої епітаксії. Показано, що спектральне положення максимуму фотолюмінісценції визначається ефектом інтерфузії Cd і Zn в області вставки та залежить від номінальної товщини вставки. Установлено, що форма та положення дефектної смуги випромінення наноструктур залежить від температури вимірювань та енергії збудження, що зумовлено локалізацією структурних дефектів у різних частинах гетероструктури. Уперше виявлено та досліджено антистоксову фотолюмінесценцію наноструктур CdSe/ZnSe. Механізм її збудження пояснено з використанням моделі двоступеневого процесу збудження через реальні проміжні глибокі енергетичні рівні. Показано, що за резонансного збудження форма смуги випромінення наноструктури CdSe/ZnSe визначається сильною взаємодією локалізованих екситонів з оптичними фононами вставки. Одержані результати інтерпретовано у рамках моделі екситонного краю рухливості.

  Скачати повний текст

Розв'язано актуальну науково-технічну задачу - створення надтвердого композита на базі кубічного нітриду бору, зміцненого диборидами титану й алюмінію. Визначено основні закономірності фізико-хімічної взаємодії формування фазового складу, структури, фізико-механічних властивостей. Встановлено, що ефект зміцнення композита досягається створенням навколо неперервного каркасу cBN високодисперсної однорідної зв'язки з підвищеними модулями пружності. Доведено, що гомогенний розподіл складових зв'язки досягається їх одночасною кристалізацією з розплаву.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено проблему створення зносостійких металополімерних композитів з надтвердих матеріалів (НТМ) для шліфувального інструменту завдяки спрямованому формуванню двокаркасної структури композита та введення в неї необхідних функціональних домішок. Застосування програмованого процесу спікання металополімерного композита дозволило досягти більшої однорідності (анізотропії) з 70 до 15 %. Створення двокаркасних металополімерних композитів як зв'язку для шліфувального інструменту дозволяє підвищити зносостійкість кругів у 1,4 - 2,1 раза за збереження шорсткості оброблюваної поверхні 0,16 - 0,20 мкм під час обробки інструментальних сталей і твердих сплавів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена виготовленню наночастинок Ti, Si, SiC, дослідженню їх деяких властивостей та механічних властивостей композиційного матеріалу на основі нанокристолічної матриці SiC і неперервних волокон SiC (КМ SiC/SiC). Показано, що результатом одночасної конденсації пари твердих матеріалів та пари кремнійорганічного вакуумного масла ВЖК-94 на одну підкладинку є утворення наночастинок. Доведено, що наночастинки випаровуются з джерела (суспензії, купи порошку) як ціле (як броунівські частинки). Інтенсивність випаровування залежить від розмірів частинок, сил адгезії, температури та градієнту електричного поля. Встановлено, що КМ SiC/SiC має значну область пластичності (~ 0,2 % при 1473-1500 К і швидкості розтягу 0,02 мм/сек) перед руйнуванням та велику границю міцності на згін (640+-120 МПа після 100 термоциклів від 1500 К до 373 К).

  Скачати повний текст

Вивчено закономірності структуроутворення шарів металів за квазірівноважних стаціонарних умов на прикладі Cu та Al залежно від таких основних технологічних параметрів процесу конденсації, як час, тиск робочого газу та потужність розряду. Досліджено вплив структурної та польової селективностей на структуру та фізичні властивості конденсатів. Проаналізовано фізичні процеси за роботи нагромаджувальних іонно-плазмових систем та їх вплив на структуроутворення. Розроблено математичну модель, яка описує самоорганізацію квазірівноважних умов конденсації. З використанням квазірівноважної конденсації вивчено механізм структуроутворення надпоруватих мікро- та наносистем Al і Cu залежно від впливу польової та структурної селективностей.

  Скачати повний текст

Розроблено металокомпозитний матеріал, який має одвічну субзеренну структуру аустеніту (по закінченні кристалізації) з використанням у якості часток-зерноподрібнювачів карбідокремнієвих відходів виробництва ВАТ "Запоріж-вогнетрив". Міцність металокомпозиту у 2,3 рази та зносостійкість у 5 разів більше в порівнянні з базовою сталлю Ст.3сп. Обгрунтовано та доведено принципову можливість використування у якості зерноподрібнюючих додатків екзогенних неметалевих хімічних з'єднань, неізоморфних кристалічній штахеті матриці.

  Скачати повний текст