УДК 544.31:621.921.34:661.878

В. Я. Забуга, Г. Г. Цапюк, Т. О. Шпадківська*, О. О. Бочечка** (м. Київ)
*tetiana.sh@ukr.net
**bochechka@ism.kiev.ua

Термодинамічний аспект механізму окиснення алмазу в присутності вольфраму (стр. 3–11)

Проаналізовано термодинаміку реакцій, можливих в системі карбон–вольфрам–оксиген в умовах проведення кінетичних експериментів по окисненню алмазу киснем повітря в присутності вольфраму. Запропоновано кінетичну схему процесу, складеного з реакцій, зміни енергії Гіббса в яких найбільші за величиною та від’ємні за знаком. Схема задовільно пояснює факт зменшення швидкості окиснення алмазу модифікуванням його активних центрів вольфрамом. При малому вмісті вольфраму сповільнення реакції відбувається за механізмом “інгібування”, при великому – за механізмом “від’ємно­го каталізу”.

Ключові слова: термодинамічні розрахунки, кінетика окиснення, алмаз, вольфрам, триоксид вольфраму, нанопорошок.

 

УДК 536.421.1:620.187:661.057.5

И. А. Петруша*, А. С. Осипов, М. В. Никишина, Т. И. Смирнова, Ю. А. Мельнийчук (г. Киев)
П. Климчик (г. Краков, Польша)
*dialab@ism.kiev.ua

Превентивное действие нитрида кремния при высокотемпературном спекании кубического нитрида бора в условиях высоких давлений (стр. 12–27)

Изучены особенности спекания cBN при давлении ~ 7,7 ГПа и температуре ~ 2300 °С в присутствии добавки Si₃N₄ (~ 3 % (по массе)), которая позволяет блокировать процесс проникающей перколяции расплавов из внешней среды, приводящей к межзеренной деструкции. Получен материал с предельно высокой (3,46±0,02 г/см³) плотностью, предназначенный для широкого использования в режущем инструменте, в том числе для обработки твердых сплавов группы ВК. Обсуждается механизм превентивного защитного действия Si₃N₄.

Ключевые слова: высокое давление, высокая температура, кубический нитрид бора, нитрид кремния, перколяция, высокая плотность, режущий инструмент.

 

УДК 514.72.02

В. М. Перевертайло, О. Б. Логинова*, С. А. Лысовенко (г. Киев)
*pol@ism.kiev.ua

О критериях поверхностной активности и классификации изотерм поверхностного натяжения на основе данных о структуре расплава (стр. 28–38)

Рассмотрено существование взаимосвязи между структурой металлических расплавов эвтектических систем и систем с отрицательной теплотой смешения с участием р-элементов и их физико-химическими свойствами. Показано, что появление экстремумов на экспериментальных изотермах плотности и поверхностного натяжения связано с изменением характера атомного упорядочения в расплаве. Формирующиеся в расплаве структурные элементы могут проявлять поверхностную активность, если энергия связи между атомами, образующими данный структурный элемент выше, чем энергия их связи с основным металлом-растворителем. При этом, критерием поверхностной активности в системах с любым типом взаимодействия может быть появление ковалентной составляющей в структуре химической связи между атомами расплава одного сорта, а также наличие областей декомпрессии.

Ключевые слова: структура расплава, характер атомного упорядочения, плотность, поверхностное натяжение, классификация изотерм поверхностного натяжения.

 

УДК 621.922.079

Р. С. Шмегера, Я. О. Подоба, В. І. Кущ*, А. С. Бєляєв (м. Київ)
*vkushch@bigmir.net

Вплив контактної теплопровідності міжфазної границі алмаз–металічна зв’язка на теплопровідність алмазовмісних композитів (стр. 39–52)

Досліджено вплив контактної теплопровідності міжфазної границі алмаз–металічна зв’язка на теплопровідність алмазовмісних композитів з дво- і трикомпонентною металічними зв’язками на основі нікелю. Розроблено установку та методику вимірювання залежності коефіцієнта теплопровідності зв’язок та композитів на їх основі від складу (зокрема, наявності карбідоутворюючих добавок) і структури, проведено дослідження такої залежності. Запропоновано теоретичну модель теплопровідності композита, яка забезпечує врахування реальної форми кристала алмазу та контактної теплопровідності його граней. Одержана шляхом розв’язання оберненої задачі оцінка контактної теплопровідності міжфазної границі задовільно узгоджується з відомими в літературі даними прямих фізичних досліджень та аналогічними оцінками для композитів на алюмінієвій та мідній зв’язках. Результати моделювання свідчать про значний вплив контактного опору на температурний режим роботи алмазного інструменту.

Ключові слова: алмаз, металічна зв’язка, композиційний алмазовмісний матеріал, міжфазна границя, тепловий опір, модель, ефективна теплопровідність.

 

УДК 621.793.74:620.22-419:621.89

А. П. Уманский*, Е. Н. Полярус**, М. С. Украинец***, И. С. Марценюк, В. И. Субботин (г. Киев)
*kermet@voliacable.com
**elena_polyarus@ukr.net
***maximukrainets22@gmail.com

Исследование структуры, физико-химических свойств и триботехнических характеристик композиционных материалов системы NiAl–Zrb₂ (стр. 53–62)

Исследовано смачивание и особенности контактного взаимодействия в системе NiAl–ZrB₂. Проанализированы фазовый и химический составы продуктов взаимодействия в исследуемой системе. Изучены структура и свойства композиционных материалов системы NiAl–ZrB₂ и покрытий из них, предназначенных для защиты деталей газотурбинных двигателей, работающих в условиях высоких температур и нагрузок. Исследованы поверхности трения разработанных плазменных покрытий NiAl и NiAl–15ZrB₂. Показано, что образующиеся на поверхности трения оксиды выполняют роль твердой смазки. Установлено, что на характер и интенсивность износа существенно влияет температура трибоиспытаний, а также наличие армирующей боридной фазы.

Ключевые слова: интерметаллид NiAl, диборид циркония ZrB₂, смачивание, композиционные материалы, плазменные покрытия, высокотемпературные трибоиспытания, износостойкость.

 

УДК 621.923

В. И. Лавриненко*, А. А. Девицкий**, О. О. Пасичный, С. А. Кухаренко (г. Киев)
*ceramic@ism.kiev.ua
**devitsky@mail.ua

Термоэлектрические явления в процессах обработки и исследование их функционирования при шлифовании кругами из СТМ (стр. 63–75)

Исследованы термоэлектрические явления в процессах шлифования кругами из сверхтвердых материалов. Установлено, что при обработке алмазными кругами твердых сплавов характерным является отрицательное значение трибо-термоЭДС, а при обработке кругами из кубического нитрида бора (КНБ) быстрорежущих сталей – положительное значение. С ростом трибо-термоЭДС при шлифовании кругами из КНБ износ кругов уменьшается, а при шлифовании алмазными кругами увеличивается, при одинаковой производительности обработки. Показано, что введением модифицирующих металлических добавок в стеклопокрытие зерен сверхтвердых материалов можно изменять значение трибо-термоЭДС: при шлифовании кругами из КНБ для уменьшения трибо-термоЭДС нужно использовать металлизацию стеклопокрытия зерен медью, а для увеличения – титаном или никелем.

Ключевые слова: термоЭДС, трибоЭДС, шлифование, стеклопокрытия, модифицирующие металлические примеси, сверхтвердые материалы, шлифовальные круги.

 

УДК 621.924.93

А. Ф. Саленко*, В. Т. Щетинин, А. Н. Федотьев,В. А. Дудюк (г. Кременчуг)
С. А. Клименко**, А. И. Боримский, Т. А. Сороченко (г. Киев)
*salenko2006@ukr.net
**atmu@ism.kiev.ua

Резка заготовок из твердого сплава и поликристаллического сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора (стр. 76–90)

Представлены результаты исследований гидроабразивной, лазерной с продувкой зоны резания газом, лазерной с охлаждением жидкостью и лазерно-струйной резки заготовок из твердого сплава и поликристаллического сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора. Показано, что гидроабразивная резка практически не приводит к появлению на обработанной поверхности слоя термической деструкции, при лазерной резке формируется дефектный слой толщиной до 0,8 мм, который может быть уменьшен до 0,10–0,55 мм при реализации лазерного резания с водяным охлаждением, с одновременным повышением глубины резания на 50–70 %. Лазерно-струйное резание обеспечивает минимальную ширину реза и величину зоны термической деструкции не более 0,06 мм при шероховатости поверхности до Ra = 3,2–6,3 мкм.

Ключевые слова: твердые сплавы, сверхтвердые материалы, гидроабразивная, лазерная, лазерно-струйная резка.

 

УДК 621.919

С. Ф. Студенець* (м. Київ)
П. М. Єрьомін**, О. В. Чернявський (м. Кіровоград)
*ism20zam@ukr.net, ism20@ism.kiev.ua
**24124@mail.ru

Вплив умов деформування при обробці твердосплавними комбінованими протяжками на структуру та зміцнення поверхневого шару чавунів (стр. 91–99)

Із застосуванням випробувального та металографічного обладнання, а також сучасного електронного растрового мікроскопа, досліджено стан металевої основи і графітних включень під час холодної пластичної дефор­мації поверхневого шару зразків графітовмісних чавунів твердосплавним інструментом.

Ключові слова: твердий сплав, деформуюче-ріжуче протягування, графітовмісний чавун, холодна пластична деформація, структура поверхні.

 

УДК 661.657.5:537.31

В. А. Муханов, В. Л. Соложенко* (г. Париж)
*vladimir.solozhenko@univ-paris13.fr

Об электропроводности расплавов бора и его соединений под давлением (стр. 100–102)

Изучена электропроводность расплавов бора и его карбида B₄C, нитрида BN и фосфида BP при давлениях до 7,7 ГПа и температурах до 3500 К и показано, что эти расплавы являются хорошими проводниками, сравнимыми по величине удельной электропроводности с расплавом железа при атмосферном давлении.

Ключевые слова: бор, соединения бора, высокое давление, высокая температура, расплав, электропроводность.