УДК 549/548.211

В. М. Квасниця
Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка НАН України, м. Київ, Україна
vmkvas@hotmail.com

Незвичайні нано-мікрокристали природного алмазу (стр. 3–10)

Описано незвичайні нано-мікрокристали природного алмазу, що знайдено в метеоритному кратері України, і повідомлено про раніше невідомий механізм росту алмазних багатогранників – формування глобулами. Виявлено, що нано-мікрокристали алмазу в метеоритному кратері дуже подібні до глобулярних кристалів, водночас мають октаедричне огранення. Морфологія і склад нано-мікрокристалів алмазу вивчено відповідно за допомогою растрової електронної мікроскопії і рентгеноспектрального мікроаналізу. Ці крихітні поліедри наросли на пластинчастих кристалах імпактного апографітного алмазу з метеоритного кратера Білилівка на Українському щиті. Їх поверхнева морфологія вказує на те, що нано-мікроалмази виросли, найімовірніше, в процесі осадження з газової фази зразу після утворення імпактного алмазу – трансформації графіту в алмаз і лонсделеїт.

Ключові слова: природний імпактний апографітовий алмаз, нано-мікроалмази, морфологія, глобулярні поліедри, ріст кристалів, метеоритний кратер Білилівка, Український щит.

  

УДК 666.762.8: 621.762.862

Є. В. Солодкий*, Ю. І. Богомол, М. Я. Втерковський, П. І. Лобода
Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського”, м. Київ, Україна
*evgen.solodky@gmail.com

Низькотемпературний синтез кераміки на основі карбіду бору (стр. 11–19)

Вперше показано можливість отримання кераміки на основі карбіду бору з використанням грубого порошку (D = 25–150 мкм) за допомогою інфільтрації розплавом кремнію й наступною обробкою в полі контрольованого температурного градієнта. В результаті було отримано композиційну кераміку В₄С–SiC–Si з твердістю 26–35 ГПа і межею міцності на розрив 110–170 МПа. Досліджено вплив швидкості руху температурного градієнта на структуру, фазовий склад і властивості отриманих композитів.

Ключові слова: карбід бору, інфільтрація, твердість, градієнт температури.

 

УДК 661.665.2/.872.2

А. В. Лаптев*, А. Н. Мысливченко, А. И. Толочин, М. В. Карпец, Л. Н. Кузьменко, Т. А. Силинская
Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, г. Киев, Украина
*avlaptev@ipms.kiev.ua;  laptievav@gmail.com

Особенности взаимодействия и фазообразования в системе WC–Fe₂O₃–С при нагреве в вакууме и аргоне (стр. 20–34)

Изучены особенности взаимодействия и фазообразования в карбидо-оксидной смеси WC–33,5 % (по массе) Fe₂O₃, а также в системе WC–Fe₂O₃–С при нагреве в вакууме и аргоне. Для добавления в карбидо-оксидную смесь свободного углерода использовали высокодисперсную сажу К354 и сахарозу, которая при нагреве распадалась до высокочистого углерода. Установлено, что при отсутствии свободного углерода в карбидо-оксидной системе проходит активное взаимодействие между углеродом карбида вольфрама и кислородом оксида железа, проявляющееся в потере массы образцов. В результате образуются фаза интерметаллида Fe₇W₆, фаза со структурой типа FeWO₄ и W. Добавление свободного углерода позволяет сохранить частично или полностью карбид вольфрама и восстановить железо из оксида. При недостатке свободного углерода с кислородом начинает взаимодействовать некоторая часть углерода карбида вольфрама и в системе образуется сложный карбид Fe₃W₃C, при избытке углерода сохраняется карбид вольфрама и образуется ОЦК-железо. Процесс нагрева в вакууме отличается от процесса нагрева в аргоне по двум признакам: на удаление одного и того же количества кислорода расходуется больше углерода, чем при нагреве в аргоне; снижается температура активного взаимодействия углерода с кислородом. Наибольшее (на 300 °С) снижение температуры наблюдается при использовании сахарозы как источника свободного углерода.

Ключевые слова: карбид вольфрама, оксид железа, сажа, сахароза, потеря массы.

  

UDC 661.883.1:548.734:620.187

Liangbiao Wang^{1, *}, Dejian Zhao¹, Qinglin Cheng¹, Quanquan Lu¹, Weiqiao Liu¹, Keyan Bao², Binglong Zhu¹, Quanfa Zhou^1,**
1Jiangsu Key Laboratory of Precious Metals Chemistry and Engineering, School of Chemistry and Environment Engineering, Jiangsu University of Technology, Changzhou 213001, P. R. China
²College of Chemistry and Pharmcy Engineering, Nanyang Normal University, Nanyang, Henan 473061, P. R. China
*lbwang@jsut.edu.cn
**labzqf@jsut.edu.cn

Iodine-assisted solid-state synthesis and characterization of nanocrystalline zirconium diboride nanosheets (стр. 35–40)

A solid-state route was developed to prepare zirconium diboride nanosheets with the dimension of about 500 nm and thickness of about 20 nm from zirconium dioxide, iodine and sodium borohydride at 700 °C in an autoclave reactor. The obtained ZrB₂ product was investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscope and transmission electron microscopy. The obtained product was also studied by thermogravimetric analysis. It had good thermal stability and oxidation resistance below 400 °C in air. Furthermore, the possible formation mechanism of ZrB₂ was also discussed.

Keywords: solid-state route, X-ray diffraction, zirconium diboride, nanosheets, chemical synthesis.

  

UDC 544.137/.537:666.652

E. Kim^{1, *}, Y. Shimotsuma^{1, **}, M. Sakakura², K. Miura^1
1Department of Material Chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto University, Kyoto, Japan
²Next Generation Laser Processing Technology Research Association, Kyoto, Japan
*eunhokim@func.mc.kyoto-u.ac.jp
**yshimo@func.mc.kyoto-u.ac.jp

Nano periodic structure formation in 4H–SiC crystal using femtosecond laser double-pulses (стр. 41–50)

The photo-induced periodic nano structure inside 4H–SiC have been induced by a femtosecond double pulse train. The alignment of the periodic structure is in the direction independently from crystal orientation. In particular, FE-SEM analysis revealed that the periodic structure on the fractured surface can be classified into two categories of the polarization-dependent and polarization-independent.

Keywords: 4H–SiC, periodic nano structure, femtosecond laser, double pulse, phase change, semiconductor.

  

УДК 539.2, 66.091.3

В. Є. Панарін¹, М. Є. Свавільний^{1, *}, М. А. Скорик¹, А. І. Хомінич¹, Т. О. Пріхна², А. П. Шаповалов^{2, **
1}Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, м. Київ, Україна
²Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
*svavil@imp.kiev.ua
**shapovalovap@gmail.com

Особливості синтезу “лісу” ВНТ в умовах додавання регульованої плазмової компоненти робочого газу (стр. 51–58)

Показано, що при синтезі вуглецевих нанотрубок методом PECVD на каталітичних центрах, утворених з тонкої плівки, нанесеної вакуумно-дуговим розпиленням каталізатора, додавання до робочої газової суміші регульованої плазмової компоненти газу приводить до утворення нанотрубок двох морфологічних типів: “лісу” і багатостінних зі субструктурою поверхні. Вуглецеві нанотрубки мають центри росту або на суцільній “шкірці”, що утворюється на поверхні підкладки завдяки плазмовій компоненті, або знаходяться безпосередньо на поверхні підкладки, коли на ній утворюються достатньо малі (5–20 нм) каталітичні центри великої густини. Плазмова компонента утворює на багатостінних нанотрубках дуже розвинену поверхню, що важливо для їх прикладного застосуваня.

Ключові слова: вуглецеві нанотрубки, “ліс” трубок, CVD-синтез, плазмове стимулювання, нанорозмірні каталітичні центри.

  

УДК 621.762.922.02

В. И. Лавриненко^1,*, Г. Д. Ильницкая^1,**, Г. А. Петасюк¹, Е. В. Ищенко², С. В. Гайдай², О. О. Пасичный¹, В. В. Скрябин¹, В. В. Шатохин¹, И. Н. Зайцева¹, Е. Ф. Кузьменко¹, В. В. Тимошенко^1
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
²Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко, г. Киев, Украина
*lavrinenko@ism.kiev.ua
**gil-ism@ukr.net

Исследование возможностей улучшения эксплуатационных свойств алмазных порошков марки АС20 при изменении их размерных и физико-химических характеристик (стр. 59–70)

Исследованы эксплуатационные свойства алмазных порошков марки АС20, используемых в шлифовальных кругах, и найдены способы их улучшения путем изменения размерных и физико-химических характеристик. Установлено, что на износ кругов оказывает влияние выделение более узкого диапазона зернистостей 100/90 и получение однородного порошка с определенным коэффициентом формы зерна, причем использование алмазных зерен с бóльшим значением коэффициента формы более предпочтительно. Показано, что при разделении алмазных порошков на магнитные и немагнитные фракции наблюдается разница в физико-химическом состоянии их поверхности, для повышения износостойкости кругов на полимерных связках лучше использовать немагнитные фракции.

Ключевые слова: алмазные синтетические шлифпорошки, магнитная фракция, немагнитная фракция, узкий диапазон зернистостей, однородность порошка, шлифовальные круги.

  

УДК 621.923.7-492.2:621.38

Ю. Д. Филатов
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
filatov@ism.kiev.ua

Взаимодействие частиц шлама с частицами износа полировального порошка при полировании оптоэлектронных элементов (стр. 71–81)

В результате анализа взаимодействия частиц шлама и износа полировального порошка показано, что рассеяние частиц происходит на углы 136,8°–173,2°, а эффективное дифференциальное сечение рассеяния составляет 0,4–1,8 Тб. Траектории движения частиц представляют собой кольца, расположенные у обрабатываемой поверхности в зоне, толщина которой приблизительно равна среднему радиусу зерна полировального порошка.

Ключевые слова: частица шлама, частица износа полировального порошка, угол рассеяния, сечение рассеяния.

  

УДК 546.26.057:662.237.3

В. Ю. Долматов
Федеральное государственное унитарное предприятие “Специальное конструкторско-технологическое бюро “Технолог”, г. Санкт-Петербург, Россия
diamondcentre@mail.ru

Влияние условий детонационного синтеза на выход конденсированного углерода и детонационного наноалмаза на примере смесевого заряда тротила и гексогена (стр. 82–87)

Исследовано соотношение теоретического и практического выхода конденсированного углерода в постдетонационных процессах синтеза наноалмазов. Показано их практическое совпадение при оптимальном ведении процесса синтеза. Выход конденсированного углерода при промышленном синтезе составляет 12,0 % (по массе), детонационных наноалмазов ~ 8,16 % (по массе), содержание ДНА в АШ – до 68 % (по массе).

Ключевые слова: детонация, кислородный баланс, конденсированный углерод, детонационный наноалмаз, условия детонационного синтеза, выход наноалмаза и конденсированного углерода.

 

 УДК 539.533:661.882

С. Н. Дуб^{1, *}, В. А. Белоус², Г. Н. Толмачева², О. Н. Кайдаш¹, А. И. Лукьянов³, Ю. П. Ущаповский^1
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
²Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”, г. Харьков, Украина
³Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, г. Киев, Украина
*lz@ism.kiev.ua

Упругопластический переход при наноиндентировании нитрида титана (стр. 88–92)

Методом наноиндентирования изучено зарождение пластичности при нанодеформировании массивного образца TiN. Показано, что при высокой плотности  дислокаций в поверхностном слое образца (механическая полировка) зарождение пластичности в TiN происходит плавно при среднем контактном давлении равном 18,1 ГПа. Отсюда, в приближении сферической формы вершины индентора Берковича, получено, что предел текучести TiN на наноуровне равен 14,5 ГПа.

Ключевые слова: нитрид титана, TiN, наноиндентирование, предел текучести.