На підставі аналізу апріорної інформації, експериментально-теоретичних досліджень встановлено причини, характер і розмір зносу гільз циліндрів вітчизняного та закордонного виробництва в процесі їх експлуатації. Розроблено технологічну схему ремонту гільз, методологію та методики дослідження, в тому числі з використанням багатофакторного планування експерименту. Описано метод та ресурсоощадну технологію відновлення гільзи циліндра, яка включає розточування зношеної робочої поверхні (дзеркала), запресування компенсаційної вставки, механічну обробку, поверхнево-пластичне деформування гільзи зі вставкою до розміру поршня та поршневих кілець за кресленням. Вставку рекомендовано виливати зі зносостійкого легованого матеріалу на основі передільного чавуну на відцентровій машині з вертикальною віссю обертання. Експериментально визначено властивості нового легованого матеріалу, формування мікрорельєфу після різних видів обробки. Виконано розрахунок раціональних параметрів технології відцентрового виливання заготівок, а також токарної обробки й алмазного вигладження гільзи зі вставкою. Наведено результати експлуатаційних випробувань відновлених гільз і проведено економічний розрахунок.

  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

Дисертація присвячена питанням забезпечення необхідних якостей робочих поверхонь фільєр та дорн-пресформ завдяки раціональним технологічним параметрам, особливо на фінішних операціях, що сприяє підвищенню довговічності цих інструментів та якості волоконно-оптичної продукції, що виробляється. Розроблена модель для вивчення термомеханічних процесів, що супроводжують операцію шліфування робочих поверхонь інструментів, дозволяє одержати критеріальні співвідношення, технологічна реалізація яких дозволить запобігти дефектоутворенню на оброблюваних поверхнях, тим самим сприяти підвищенню їх довговічності. Дослідження впливу шорсткості робочих поверхонь інструментів на відшарування покриття від оптичного волокна дозволили установити межу величини шорсткості, нижче якої можна запобігти явищу відшарування і тим самим забезпечити необхідну якість оптично-волоконної продукції. За встановленими критеріями визначені фізико-механічні властивості інструментального матеріалу, технологічні заходи для одержання якісних заготовок. Алмазна обробка робочих поверхонь фільєр та дорн-пресформ кругами, параметри яких та режими шліфування чітко детерміновані властивостями твердих сплавів, дозволила підвищити довговічність інструменту.

  Скачати повний текст

Досліджено процес отримання порошків сплаву системи Ni-Mn-C методом відцентрового розпилення, які використовуються для синтезу алмазів, визначено особливості формування їх структури та складу. Встановлено, що відцентрове розпилення дозволяє отримувати порошки з рівномірним розподілом компонентів сплаву у всьому об'ємі та сприяє формуванню однорідної високодисперсної структури, яка забезпечує високу пластичність порошків, а також супроводжується їх рафінуванням. Вивчено фізичні та технологічні властивості розпилених порошків, можливість їх деформаційної обробки прокаткою, з метою керування технологічними характеристиками та компактування. Проведено порівняльні випробування в процесі синтезу алмазів розпилених порошків сплаву Ni - Mn і сплаву, диспергованого шляхом токарної обробки зливка з подальшим подрібненням. Вивчено еволюцію морфології та фізико-механічні характеристики алмазів. Показано високу ефективність та алмазоутворювальну здатність розпилених порошків, що дозволяє підвищити ступінь перетворення графіту на алмаз на 20 - 25 %, вихід алмазів - на 10 - 12 % та їх механічну міцність - на 5 - 7 %. Розроблено технологічні принципи отримання порошків сплаву Ni - Mn відцентровим розпиленням, які забезпечують потрібний склад і структурний стан сплаву, а також рекомендації щодо їх реалізації у промисловості.

  Скачати повний текст

В сучасному світі електронні та оптоелектронні прилади відіграють ключову роль у всіх сферах життя від освіти та медицини до оборонних технологій. І все це не було б можливим без досконального розуміння процесів, які відбуваються при роботі електронних пристроїв. Тому, для подальшого розвитку електроніки і прогресу в даній області потрібно фундаментально досліджувати перспективні матеріали, структури та технології. Одним з найбільш перспективних напрямків є дослідження нанорозмірних об’єктів особливо кристалів таких розмірів. Використовуючи властивості нанокристалів можна покращувати характеристики структур, до складу яких вони входять. Для реалізації цих можливостей потрібно досліджувати нанокристали та їх властивості в різних матрицях, в тому числі SiO2. При розробленні та створенні нових електронних пристроїв важливим завданням є дослідити фізичні процеси та ефекти, які в них протікають, зокрема, механізми транспорту заряду в таких структурах. З іншого боку існує великий інтерес до резонансно-тунельних структур, які використовуються в надвисокочастотній техніці в якості генераторів електричних сигналів (аж до терагерцового діапазону) та в польових емісійних приладах для створення вузьких електронних променів в системах «нанобачення». З розвитком нанотехнологій відбувається активний пошук нових підходів для реалізації резонансно-тунельних структур. Зокрема, досліджуються структури, в яких в ролі квантових ям виступають напівпровідникові нанокристали, а бар'єрами є аморфні плівки.Нині також проводяться активні дослідження різних типів покриттів сонячних елементів для покращення їх ефективності. Антивідбиваючі покриття відіграють дуже важливу роль, в першу чергу, у підвищенні ефективності сонячних елементів. Ще одною перевагою є те, що нанесення покриттів на поверхню сонячного елементу може зсунути спектр світла, що ним поглинається (up- and down-conversion). Плівки з нанокристалами кремнію є перспективними для використання в якості просвітлюючих покриттів та для розширення смуги поглинання фотоелектричних перетворювачів. Метою дисертаційної роботи є встановлення фізичних механізмів електронного транспорту через тонкі нанокомпозитні плівки SiO2(Si)&FexOy(Fe) з нановключеннями кремнію та заліза, визначення особливостей та механізмів електронної польової емісії з резонансно-тунельних структур з нанокристалами Si, встановлення можливості використання композитних оксидних плівок з нанокристалами кремнію для покращення характеристик фотоелектричних перетворювачів. При виконанні дисертаційної роботи були одержані наступні наукові результати: Розроблено технологічний процес отримання нанокомпозитної оксидної плівки з вмістом надлишкового кремнію та заліза методом іонно-плазмового розпилення. Встановлено механізми електронного транспорту через нанокомпозитні плівки SiO2(Si)&FexOy(Fe) з нановключеннями кремнію та заліза в широкому діапазоні температур та електричних полів і визначено параметри пасток (енергетичне положення, концентрацію), які приймають участь у електропровідності. Отримано шари пористого кремнію методом гальванічного анодування при різних густинах струму та встановлено їх морфологію поверхні. Встановлено особливості розподілу легуючої домішки в нанодротах пористого кремнію методом вольт-фарадних характеристик. Встановлено особливості електронної польової емісії в вакуум з шарів пористого кремнію та запропоновано модель для їх пояснення. Визначено оптичні характеристики нанокомпозитних оксидних плівок з нанокристалами кремнію та двошарових структур SiOx(Si) / алмазоподібна вуглецева плівка (АПВ). Встановлено вплив γ-радіації на характеристики двошарових структур SiOx(Si) / алмазоподібна вуглецева плівка для визначення їх радіаційної стійкості.^UIn today's world, electronic and optoelectronic devices play a key role in all areas of life from education and medicine to defense technology. And all this would not be possible without a thorough understanding of the processes that occur during the operation of electronic devices. Therefore, for the further development of electronics and progress in this field it is necessary to fundamentally study promising materials, structures and technologies. One of the most promising areas is the study of nanoscale objects, especially crystals of this size. Using the properties of nanocrystals, you can improve the characteristics of the structures of which they are part. To realize these possibilities, it is necessary to study nanocrystals and their properties in various matrices, including SiO2. When developing and creating new electronic devices, it is important to study the physical processes and effects that occur in them, in particular, the mechanisms of charge transport in such structures.On the other hand, there is great interest in resonant tunnel structures used in ultra-high frequency technology as generators of electrical signals (up to the terahertz range) and in field emission devices to create narrow electron beams in "nanoscience" systems. With the development of nanotechnology there is an active search for new approaches to the implementation of resonant tunnel structures. In particular, structures in which semiconductor nanocrystals act as quantum wells and amorphous films are barriers are studied. Currently, active research is also being conducted on various types of solar cell coatings to improve their efficiency. Anti-reflective coatings play a very important role, especially in improving the efficiency of solar cells. Another advantage is that the coating on the surface of the solar cell can shift the spectrum of light absorbed by it (up- and down-conversion). Films with silicon nanocrystals are promising for use as brightening coatings and for expanding the absorption band of photovoltaic converters. The aim of the dissertation is to establish the physical mechanisms of electronic transport through thin nanocomposite films SiO2(Si)&FexOy(Fe) with silicon and iron nanoinclusions, to determine the features and mechanisms of electronic field emission from resonant tunnel structures with Si nanocrystals, to establish the possibility of using composite oxide films. silicon nanocrystals to improve the performance of photovoltaic converters.During the dissertation the following scientific results were obtained: The technological process of obtaining nanocomposite oxide film with excess silicon and iron by ion-plasma spraying has been developed. Mechanisms of electronic transport through nanocomposite films SiO2(Si)&FexOy(Fe) with nanoinclusions of silicon and iron in a wide range of temperatures and electric fields are established and parameters of traps (energy position, concentration) involved in electrical conductivity are determined. Porous silicon layers were obtained by galvanic anodizing at different current densities and their surface morphology was established. Features of distribution of alloying impurity in nanowires of porous silicon by a method of volt-farad characteristics are established. The peculiarities of electron field emission in vacuum from porous silicon layers are established and a model for their explanation is proposed. Optical characteristics of nanocomposite oxide films with nanocrystals of silicon and two-layer structures SiOx(Si) / diamond-like carbon film (DLC) are determined. The influence of γ-radiation on the characteristics of two-layer structures SiOx(Si) / diamond-like carbon film to determine their radiation resistance.

Показано, що крайові частини глибинних магнітних блоків земної кори у поєднанні з вузлами перетину трансмегаблокових коромантійних структур є перспективними на кімберлітовий магматизм, а немагнітні - на кімберліт-лампроїтовий магматизм. Вдосконалено процес уведення вхідних даних, методику аналізу магнітного поля та тривимірного моделювання із застосуванням сучасного програмного забезпечення. Розроблено теоретичну магнітну модель кімберлітової трубки. Вперше розроблено ЗD магнітні моделі Зеленогайської, Грузької та Щорсівської ділянок.

  Скачати повний текст

На підставі результатів проведеного дослідження встановлено можливість дифузійного зварювання полікристалічними надтвердими матеріалами (ПНТМ) зі сталевою підкладкою (сталі 40, 40Х6 35ХГСА) для швидкорізального інструмента та визначено оптимальні технологічні параметри (температуру, ступінь вакууму, зусилля стиску, час ізотермічної витримки), що забезпечують високу міцність та якість зварного з'єднання. Для ПНТМ розроблено математичну модель, що дозволяє встановити оптимальні параметри технологічного процесу дифузійного зварювання стисненням, які забезпечують максимальну міцність їх з'єднання. Результати теоретичних розрахунків підтверджено промисловими випробуваннями. Розроблено нову конструкцію модулів термомеханічного стиснення (МТМС), що забезпечує високу продуктивність та якість з'єднання ріжучих елементів зі сталевою й твердосплавною основами. Удосконалено й апробовано технологічний процес дифузійного зварювання у вакуумі.

  Скачати повний текст

Розроблено способи й умови ефективного шліфування нового класу інструментальних матеріалів, безвольфрамових твердих сплавів групи СТІМ (синтетичний твердий інструментальний матеріал). Вивчено фізичні особливості процесу алмазно-іскрового шліфування, визначено вплив режимів на сили різання, енергоємність та коефіцієнти даного процесу. Встановлено вплив нагрівання на величину коефіцієнта шліфування й умовну напругу під час мікрорізання одиничними алмазними зернами, закономірності й особливості формування залишкових напруг у поверхневому шарі та їх взаємозв'язок зі зносостійкістю шліфованих пластин. Оптимізовано умови роботи за параметрами відносної витрати алмазів і питомої собівартості процесу, стійкості інструмента і технологічної собівартості обробки конструкційної сталі різальними пластинами сплаву СТІМ. Виготовлено спеціально розроблений малогабаритний генератор імпульсів НО.6506.

  Скачати повний текст

За допомогою методів ком'ютерного моделювання висвітлено особливості аморфного вуглецю. Запропоновано модель формування наноструктурних матеріалів, яка на якісному рівні описує наноструктурні матеріали, отримані осадженням атомних кластерів. Охарактеризовано новий метод дослідження перколяційних властивостей неоднорідних середовищ. Описано особливості вуглецю в переохолодженому й аморфному стані. Виявлено, що стійк0сть нанокристалів алмаза, впроваджених у переохолоджений рідкий вуглець, корелює з наявністю перколяційного кластера <$Eroman sp sup 3> атомів. На основі залежностей термодинамічних властивостей аморфного вуглецю від тиску виявлено особливості та встановлено їх зв'язок з перколяційними властивостями структур <$Eroman sp sup 3> атомів, утворених у структурах аморфного вуглецю. Обгрунтовано існування фазового переходу в аморфному вуглеці.

  Скачати повний текст

Розроблено нові теоретичні підходи для створення алмазного бурового інструменту з підвищеною роботоздатністю на базі аналітичних методів дослідження температурних полів, термопружного стану, зношування та фізико-хімічних процесів, які відбуваються під час спікання робочих елементів методом гарячого пресування. Показано, що дані підходи дозволяють визначити основні фактори, які впливають на кінетику досліджуваних процесів, спрогнозувати структуру та властивості НКАМ, зносостійкість і довговічність бурових інструментів на їх основі. Проведено розрахунки енергетичного стану зразків бурових вставок складу алмаз - твердий сплав ВК6 під час їх спікання методом гарячого пресування, що дозволили визначити оптимальний хімічний склад і p - T - t умови, за яких відбувається покращення структури та властивостей композита. На базі запропонованих моделей встановлено закономірності температурних полів, термопружного стану та кінетики зношування алмазних доліт ІНМ-214,3 Т під час буріння міцних і абразивних гірських порід для різних теплофізичних і механічних умов, з урахуванням яких удосконалено технології виготовлення бурових інструментів і практики їх експлуатації.

  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

Об'єкт дослідження – процес обробки карбон–карбонових композицій алмазно–абразивним інструментом із додатковими ступенями вільності. Дисертація присвячена вирішенню важливої науково–прикладної задачі підвищення ефективності алмазно–абразивного різання високоміцних композиційних матеріалів на основі раціонального формування щільності, фракційності елементів алмазовмісного шару робочої поверхні інструменту засобами лазерного термодеформаційного спікання. Для пошуку оптимальних носіїв функцій як послідовності відмінних за властивостями кластерів було застосовано метод розрахунку питомої вартості корисної функції з урахуванням можливостей дискретизації головних функціональних поверхонь виробу з алмазним шаром, що забезпечує кінцеві властивості виробу системою показників якості з мінімальними матеріальними затратами. На основі моделювання взаємодії інструменту з поверхневим шаром композиту сформульовано основні вимоги до кластерів, встановлено закономірності зміни навантажень частин робочої поверхні і, відповідно, функціональних особливостей кластерів робочих поверхонь інструменту, отримано регресійні рівняння для визначення їх параметрів. Зроблено висновок, що найбільш доцільним засобом забезпечення властивостей поверхонь є лазерний деформаційний спосіб формування поверхневого шару, який потребує певних удосконалень для підвищення керованості процесу формування відповідних кластерів. Удосконалено математичну модель процесу, вперше врахувавши динаміку руху алмазних зерен та робочих органів. Випробування розроблених інструментів показало їх високу ефективність при обробці композитів типу КІМФ, а похибка прогнозованих показників не перевищила 12–15%. Інструмент, створений на основі функціонального підходу з використанням запропонованої методики, відрізняється меншою швидкістю розвитку пошкоджень. Для забезпечення відповідності властивостей кластерів поверхні умовам подальшої роботи інструменту запропоновано виконувати реверсивний інжиніринг, який базується на принципі аналізу зношування інструменту впродовж його експлуатації.^UThe object of the research is the process of carbon-carbon compositions finishing with a diamond-abrasive tool with additional degrees of fluency. The dissertation is devoted to the decision of an important scientific and applied problem of increase of efficiency of diamond - abrasive cutting of high - strength composite materials on the basis of rational formation of density, fractionality of elements of a diamond - containing layer of a working surface of the tool by means of laser thermodeformation sintering. To find the optimal carriers of functions as a sequence of clusters with different properties, the method of calculating the unit value of the useful function was applied taking into account the discretization of the main functional surfaces of the product with a diamond layer. Based on the modeling of the interaction of the tool with the surface layer of the composite, the basic requirements for clusters are formulated, regularities of load changes of working surface parts and, accordingly, functional features of clusters of working surfaces of the tool are established, regression equations are obtained to determine their parameters. It is concluded that the most expedient means of ensuring the properties of surfaces is a laser deformation method of forming a surface layer, which requires certain improvements to increase the controllability of the process of formation of the corresponding clusters. The mathematical model of the process has been improved, taking into account for the first time the dynamics of the movement of diamond grains and working bodies. Testing of the developed tools showed their high efficiency in the processing of composites such as KIMF, and the error of the predicted indicators did not exceed 12–15%. The tool, created on the basis of a functional approach using the proposed technique, has a lower rate of damage. To ensure that the properties of the surface clusters correspond to the conditions of further operation of the tool, it is proposed to perform reversible engineering, which is based on the principle of analysis of tool wear during its operation.

Установлено, що конструктивним параметром, який обумовлює зменшення ударного впливу пелюстка на оброблювану поверхню, а також сприяє зменшенню шорсткості поверхні та витрат алмазів у крузі, є кут нахилу пелюстка до радіальної площини. Уперше показано можливість технологічного забезпечення якості напилених поверхонь у разі полірування пелюстковими кругами з розташуванням робочих елементів під нахилом, яке передбачає спрямоване варіювання параметрами шорсткості поверхні з урахуванням пористості матеріалу, а також структурним, зміцненим і напруженим станом поверхневого шару на базі конструктивних елементів інструменту та технологічних факторів обробки. Розроблено математичну модель для прогнозування параметрів мікрогеометрії поверхневого шару, яка враховує пористість напиленого матеріалу та забезпечує підвищення точності розрахунків висотних характеристик шорсткості обробленої поверхні. Показано, що завдяки управлінню режимами процесу полірування, конструктивними параметрами інструмента та характеристиками алмазоносного шару робочих елементів у поверхневому шарі напилених покриттів формується стан, який забезпечує підвищення їх зносо- та корозійної стійкості.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси лазерного та гібридного лазерно-плазмового нанесення покриттів. Розроблено фізико-математичні моделі лазерного та комбінованого нагрівання частинок дисперсних матеріалів, на підставі яких визначено нові способи керування тепловими характеристиками напилюваних частинок. Удосконалено теорію взаємодії лазерного випромінювання з дрібнодисперсними частинками. На основі розв'язання задачі дифракції електромагнітної хвилі на неоднорідно нагрітій сферичній частинці одержано формули для розрахунку характеристик поглинання та розсіювання лазерного випромінювання напилюваними частинками. Запропоновано математичну модель лазерного та лазерно-плазмового нагрівнаня частинок дисперсних матеріалів і показано, що лазерне нагрівання керамічних частинок характеризується істотною неоднорідністю температурного поля й оптичних властивостей матеріалу частинки. Доведено можливість керування температурним полем напилюваних частинок, за рахунок відповідної комбінації лазерного та плазмового нагрівання. Розроблено математичну модель процесів руху та нагрівання окремих частинок за умов лазерного, плазмового та гібридного напилювання керамічних покриттів. Дану модель узагальнено на випадок урахування розсіювання та поглинання лазерного пучка всією сукупністю напилюваних частинок. Запропоновано конструкцію та створено дослідний зразок інтегрованого лазерно-дугового плазмотрона непрямої дії, призначеного для нанесення покриттів. Доведено перспективність його використання для напилювання різноманітних керамічних і металевих матеріалів, а також для нанесення алмазних та алмазоподібних покриттів.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вирішенню важливого науково-прикладного завдання щодо розширення сфери застосування адитивних технологій та підвищення якості поверхневого шару деталей, виготовлених з нікелевих сплавів та сплавів на основі алюмініда титану, отриманих за допомогою селективного лазерного спікання. Вперше на основі наукового підходу обґрунтовано застосування алмазного вигладжування для зміцнення цих деталей. Виконано оцінку теоретичних та практичних підходів щодо застосування алмазного вигладжування для зміцнення конструктивних концентраторів напружень деталей, отриманих за допомогою традиційних та адитивних технологій, насамперед селективного лазерного спікання. Визначено закономірності формування якості поверхневого шару деталей, виготовлених зі сплаву ЭП609-Ш, після алмазного вигладжування та його вплив на опір втомі. Встановлено закономірності формування якості поверхневого шару при зміцненні конструктивних концентраторів напружень деталей, виготовлених зі сплаву INCONEL 718 та сплаву на основі алюмініда титану OX45–3ODS, на підставі комплексного дослідження характеристик поверхневого шару і впливу на них технологічних чинників алмазного вигладжування у взаємозв’язку зі зміною геометрії вигладжувача. Встановлено вплив залишкової пористості поверхневого шару деталей зі сплаву на основі алюмініда титану OX45–3ODS після селективного лазерного спікання на ефективність алмазного вигладжування. Визначено величину та закономірності впливу режимних параметрів алмазного вигладжування на параметри залишкової пористості. Розроблено технологічні рекомендації щодо використання алмазного вигладжування (раціональні режими, умови обробки, геометрія інструментів) і обмеження їх використання для обробки конструктивних концентраторів напружень щодо забезпечення високої якості і продуктивності процесу зміцнення поверхонь деталей газотурбінних двигунів.^UThe dissertation is devoted to the solution of an important scientific and applied task of expanding the scope of application of additive technologies and improving the quality of the surface layer of parts made of nickel alloys and alloys based on titanium aluminide obtained by selective laser sintering. For the first time, on the basis of a scientific approach, the use of diamond smoothing to strengthen these parts is substantiated. An evaluation of theoretical and practical approaches to the application of diamond smoothing to strengthen the structural stress concentrators of parts obtained using traditional and additive technologies, primarily selective laser sintering, was performed. The regularities of the formation of the quality of the surface layer of parts made of ЭП609-Ш alloy after diamond smoothing and its effect on fatigue resistance were determined. The regularities of the formation of the quality of the surface layer during strengthening of structural stress concentrators of parts made of INCONEL 718 alloy and titanium aluminide-based alloy OX45–3ODS have been established, based on a comprehensive study of the characteristics of the surface layer and the effect on them of the technological factors of diamond smoothing in relation to the change in geometry smoothing machine The influence of the residual porosity of the surface layer of parts made of an alloy based on titanium aluminide OX45–3ODS after selective laser sintering on the efficiency of diamond smoothing was determined. The value and regularities of the influence of the mode parameters of diamond smoothing on the residual porosity parameters were determined. Technological recommendations for the use of diamond smoothing (rational modes, processing conditions, tool geometry) and limitations of their use for processing structural stress concentrators have been developed to ensure high quality and productivity of the process of strengthening the surfaces of gas turbine engine parts.

Розроблено метод визначення трибологічних властивостей шляхом дряпання поверхні, що отримав назву скреч-метод (СМ). Вивчена механіка контактної взаємодії твердої чотиригранної алмазної піраміди з пластичною поверхнею при вдавлюванні та дряпанні, як основи СМ. Виготовлено прилад та розроблена методика визначення границі контактної міцності поверхні при дряпанні. Встановлені закономірності руху піраміди при зсуві в залежності від ступеня зміцнення матеріалу. СМ розвинуто і використано для оцінки якості тонких твердих анодно-іскрових покриттів дуралюміну Д16Т.

  Скачати повний текст

У дисертації викладено сучасні підходи до розширення технологічних можливостей процесу алмазного шліфування надтвердих матеріалів. Метою дослідження є удосконалення процесу алмазного шліфування надтвердих матеріалів за рахунок управління контактними напруженнями. При вирішенні завдань дисертаційного дослідження застосовані сучасні положення теорії обробки матеріалів різанням, теорії електрохімічної обробки, класичної механіки, елементів теорії математичної обробки експериментальних даних. Для дослідження напружено-деформованого стану системи шліфування «синтетичний полікристал алмазу-алмазне зерно-металофаза-зв'язка круга» стосовно процесів шліфування синтетичного полікристалу алмазу алмазними кругами на органічних і металевих зв’язках використовувалася концепція 3D моделювання, заснована на методі скінчених елементів. При використанні мікроскопічних досліджень для забезпечення візуалізації об’єктів що розглядалися, використовували цифрову камеру ToupCam UCMOS01300KPA. Експериментальні дослідження проводилися з використанням загальноприйнятих і запропонованих оригінальних методик на спеціальному стенді на базі універсально заточувального верстата який після модернізації міг перетворюватися у плоскошліфувальний верстат з вертикальним шпинделем. У роботі застосовувалися положення теоретичної та прикладної статистики, а також програмне забезпечення SolidWorks, КОМПАС, CorelDRAW, Visio, Maple, ToupView, Statistica, Microsoft Office та його додаток Microsoft Office Excel. У вступі обґрунтовано актуальність задач дослідження, наведена наукова новизна та сформульоване практичне значення отриманих результатів. У першому розділі дисертаційної роботи проведено аналіз сучасних світових тенденцій, які намітилися в останні роки в області виробництва, застосування і методів обробки синтетичного полікристалу алмазу. На основі аналізу джерел інформації виявлені питання, які залишаються невирішеними у цій предметній області. На підставі проведеного аналізу була висунута робоча гіпотеза, суть якої полягає у можливості підвищення ефективності процесів обробки синтетичного полікристалу алмазу шляхом удосконалення способів алмазного шліфування. Об'єднуюча ідея представленої роботи полягає у комплексному теоретико-експериментальному дослідженні фізичних та технологічних особливостей процесів шліфування синтетичного полікристалу алмазу, встановлення на цій основі основних передумов для реалізації умов примусового самозагострення алмазних зерен та їх практична реалізація у запропонованих способах шліфування. У другому розділі викладена загальна методика проведення досліджень, а також наведено дані стосовно ряду приватних методик. Серед них ряд таких, що визнані винаходами. На їх основі виконана систематизація методик контролю лінійного зносу круга і лінійного знімання деталі. Наведено дані по математичній обробці результатів експериментальних досліджень та ін. У третьому розділі наведено результати 3D моделювання напружено-деформованого стану системи шліфування «синтетичний полікристал алмазу - алмазне зерно-металофаза-зв'язка круга» метою якого є уточнення механізму самозагострення алмазних кругів, як основи для розробки пропозицій по удосконаленню існуючих способів шліфування синтетичного полікристалу алмазу алмазними кругами на металевих і органічних зв'язках. У четвертому розділі наведені результати теоретико - екперіментальних досліджень по удосконаленню комбінованого процесу шліфування синтетичного полікристалу алмазу алмазними кругами на металевих зв’язках який включає в себе безперервне електрохімічне видалення зв’язки в автономній зоні та одночасне введення в зону обробки низькочастотних механічних коливань як основних складових управління контактними напруженнями, а, отже, і вихідними показниками процесу обробки. Вперше використаний такий комплексний фактор, як імпульс сили, який в даному випадку є результатом одночасного прояву таких параметрів процесу, як маса додаткового вантажу і амплітуди механічних коливань. Встановлено вплив умов обробки на технологічні показники процесу шліфування. У п’ятому розділі наведені дані о практичних розробках направлених на удосконалення існуючих способів шліфування синтетичного полікристалу алмазу. Зокрема на основі використання явища пристосування вперше запропоновано нові фізичні критерії такі як ефективна складова тангенціальної сили різання і ефективний коефіцієнт шліфування. Стосовно умов високо силових контактних напружень характерних для випадку шліфування алмазними кругами на органічних зв’язках і встановленого механізму їх самозагострення запропоновані удосконалені способи шліфування, які забезпечують підвищення ефективності обробки синтетичного полікристалу алмазу.^UThis thesis describes modern approaches to expanding the technological capabilities of the process of diamond grinding of superhard materials. The aim of the study is to improve the process of diamond grinding of superhard materials by controlling contact stresses. The modern provisions of the theory of materials processing by cutting, the theory of electrochemical processing, classical mechanics, and elements of the theory of mathematical processing of experimental data were used to solve the tasks of the dissertation research. The concept of 3D modelling based on the finite element method was used to study the stress-strain state of the grinding system "synthetic diamond polycrystal-diamond grain-metal phase-bonded wheel" in relation to the processes of grinding synthetic diamond polycrystal with diamond wheels on organic and metal bonds. When using microscopic studies, a digital camera ToupCam UCMOS01300KPA was used to provide visualisation of the objects under consideration. Experimental studies were carried out using generally accepted and proposed original methods on a special stand based on a universal sharpening machine, which, after modernisation, could be converted into a surface grinding machine with a vertical spindle. The study used theoretical and applied statistics, as well as SolidWorks, KOMPAS, CorelDRAW, Visio, Maple, ToupView, Statistica, Microsoft Office and its Microsoft Office Excel application. The introduction substantiates the relevance of the research objectives, presents the scientific novelty and formulates the practical significance of the results. The first chapter of the thesis analyses the current global trends that have emerged in recent years in the field of production, application and processing methods of synthetic polycrystalline diamond. Based on the analysis of information sources, the author identified issues that remain unresolved in this subject area. Based on the analysis, a working hypothesis was put forward, the essence of which is the possibility of increasing the efficiency of synthetic polycrystalline diamond processing by improving diamond grinding methods. The unifying idea of the presented work is a comprehensive theoretical and experimental study of the physical and technological features of the processes of grinding synthetic diamond polycrystals, establishing on this basis the basic prerequisites for the implementation of the conditions for forced self-sharpening of diamond grains and their practical implementation in the proposed grinding methods. The second section describes the general methodology of the research, as well as data on a number of private methods. Among them are a number of those recognised as inventions. They are used to systematise the methods of controlling the linear wear of a wheel and linear part removal. Data on the mathematical processing of experimental research results are presented, etc. The third section presents the results of 3D modelling of the stress-strain state of the grinding system "synthetic diamond polycrystal - diamond grain - metal phase - bonded wheel", the purpose of which is to clarify the mechanism of self-sharpening of diamond wheels as a basis for developing proposals for improving the existing methods of grinding synthetic diamond polycrystal with diamond wheels with metal and organic bonds. The fourth section presents the results of theoretical and experimental studies on improving the combined process of grinding synthetic polycrystalline diamond with diamond wheels on metal bonds, which includes continuous electrochemical removal of bonds in an autonomous zone and simultaneous introduction of low-frequency mechanical vibrations into the processing zone as the main components of contact stress control and, consequently, the output indicators of the processing process. For the first time, such a complex factor as a force impulse is used, which in this case is the result of the simultaneous manifestation of such process parameters as the mass of the additional load and the amplitude of mechanical vibrations. The influence of machining conditions on the technological parameters of the grinding process has been determined. The fifth section presents data on practical developments aimed at improving the existing methods of grinding synthetic polycrystals of diamond. In particular, new physical criteria such as the effective component of the tangential cutting force and the effective grinding coefficient were proposed for the first time based on the use of the adaptation phenomenon. With regard to the conditions of high contact stresses typical for the case of grinding with diamond wheels on organic bonds and the established mechanism of their self-sharpening, improved grinding methods have been proposed that provide an increase in the efficiency of processing synthetic polycrystals of diamond.

Встановлено, що за генетичним типом кімберліти трубки Лорелей поділяються на карбонатитові, базальтоїдні та слюдяні. Наявність кременисто-карбонатних порід у верхніх частинах трубки (реліктів кратерних утворень) дозволяє зробити висновок про відносно невеликий ерозійний зріз. Визначено, що кімберліти сформувалися у результаті магматичного, пневматолітового й автометасоматичного геологічних процесів згідно зі встановленими типоморфними особливостями мінералів-супутників алмазу (граната, клінопіроксену, пікроільменіту, піриту, шпінелідів). Встановлено, що кімберліти трубки Лорелей - продукти двох етапів виверження. Кожен вид кімберлітів має специфічний речовинний склад і різну продуктивність на алмази.

  Скачати повний текст

Вивчено процеси, що відбуваються на межі розділу діелектрик - іонний розплав. З'ясовано умови реалізації електродного потенціалу алмазу, кубічного нітриду бору, нітриду алюмінію. Виміряно потенціали комбінованих електродів з даними матеріалами у розплавах різного хімічного складу. Завдяки встановленій залежності потенціалів даних електродів від кислотно-основних властивостей розплаву доведено можливість керування ними, покладену до основи хімічної та гальванічної обробок діелектриків. Запропоновано нові галогенідно-оксидні та оксидні електролітичні системи. Підібрано умови для нанесення покриття вольфраму, молібдену та його карбіду на алмаз, кубічний нітрид бору та нітрид алюмінію.

  Скачати повний текст

Досліджено слабкі спотворення структури реальних кристалів алмазу з використанням дифракції електронів з метою встановлення впливу умов росту на зміну пружно-деформованого стану в алмазах, одержаних різними методами. Розроблено ефективні методики підвищення прецизійності й інформативності методу Кікучі під час дослідження впливу розподілених у алмазах залишкових напруг на розсіяння електронів в областях багатохвильової дифракції. Автоматизовано процес точного визначення координат полюсів на картинах Кікучі з точністю приблизно до 1-го пікселя та мінімізовано суб'єктивні чинники, залежність невідповідності між картинами Кікучі даного кристала від умов експерименту. Розкрито причини, які спричиняють зміни періодів гратки синтезованих кристалів у даному напрямі. Досліджено розподіл кутових розорієнтацій між окремими кристалітами синтезованих плівок алмазу. Визначено кількісні параметри - орієнтаційні, розорієнтаційні, а також розмірні характеристики зерен.

  Скачати повний текст