Удосконалено числово-аналітичні розрахунки перерізів розсіяння та поглинання електромагнітного випромінення на багатошарових наночастинках, що знаходяться поблизу підкладки. Досліджено вплив різних чинників на зсув частот поверхневого плазмового резонансу у суцільних наночастинках Au, Ag і наночастинках з оксидною оболонкою. Розроблено метод визначення ефективної діелектричної проникності матричних дисперсних систем з двошаровими включеннями кульової форми. Наведено методику формування електретних темплатів на основі фоточутливих нанокомпозиційних матеріалів, що містять 1,5 мас. % CdSe та 2,4,7-тринітро-9-флуоренону, в електрофотографічному процесі. Показано, що розташування та симетрія осаджених на поверхню електретного темплату кластерів Au, одержаних напиленням у вакуумі, задаються топологією світлового поля голограми, використаного для формування темплату. Запропоновано механізм самовпорядкування кластерів під час напилення Au на поверхню темплату, що полягає в електрокінетичному русі атомів у локальному електричному полі E = 120 МВ/м поблизу поверхні та їх адсорбції на поверхні з утворенням наноострівців. Проаналізовано процес утворення лазер-індукованих поверхневих періодичних структур у разі накладання на поверхню твердого тіла інтерференційних картин, що здійснюється кількома лазерними пучками. Розроблено метод розв'язку нестаціонарної задачі теплопровідності для періодичної системи джерел і розраховано теплові поля та швидкість зміни температури у часі у приповерхневих шарах різної природи. Створено фізичну модель формування гартівних напружень та визначено середні значення компонентів тензора напружень для нанокристалічних сплавів, одержаних з використанням різних методів (гартування розтопу, газотермічного напилення).

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено питанням розробки та виготовлення складнопрофільного технологічного оснащення (на прикладі прес-форм для обробки пластмас). Розроблено новий напрямок в технології коркового плазмового напилення, що грунтується на використанні моделей з матеріалів органічного походження. Встановлено, що при застосуванні спеціальної термообробки до мідьалюмозалізних сплавів безпосередньо у процесі напилення забезпечується можливість виготовлення формотворних елементів прес-форм необмеженої товщини з високим рівнем експлуатаційних властивостей. Запропоновано конструктивні і технологічні параметри обладнання і процесів, висока ефективність застосування яких обгрунтована теоретично і підтверджена практично.

  Скачати повний текст

В роботі побудовано математичну модель термомеханічних процесів при високотемпературному нанесенні покрить з урахуванням енергії випромінювання, теплового потоку плазмотвірного газу, радіаційно-конвективного теплообміну системи основа-покриття з робочим середовищем, різноманітних способів закріплення зразка. Отримано узагальнені нелінійні граничні умови радіаційно-конвективного теплообміну тіл з покриттям та систему узагальнених граничних умов термомеханічної взаємодії основи через тонкі покриття. Розроблено чисельно-аналітичну методику розв'язування відповідних нелінійних крайових задач термопружності. Виявлено ряд характерних особливостей формування та поведінки залишкових напружень у покриттях. Сформульовано відповідні рекомендації для керування такими залишковими напруженнями з метою раціоналізації температурних режимів нанесення покрить.

  Скачати повний текст

Проаналізовано кінетичні та теплові характеристики продуктів горіння суміші, яка виробляється електролізно-водяним генератором для нанесення покриття газополум'яним способом. Досліджено газодинамічні та теплові характеристики струменя продуктів горіння чистої воднево-кисневої суміші, а також з домішками парів вуглеводних сполук. Визначено межі переходу від ламінарного до турбулентного характеру течії продуктів горіння суміші, яка виробляється електролізно-водними генераторами залежно від домішок у суміш парів вуглеводневих сполук. Вивчено розподіл температури та швидкості течії струменя продуктів горіння за довжиною факелу полум'я у разі різних характерів течії та складів продуктів горіння. Визначено умови одержання покриттів з матеріалів з різною температурою плавлення за умов газополум'яного плавлення з використанням воднево-кисневого полум'я, одержаного під час спалення суміші, що виробляється електролізно-водяними генераторами. Наведено технологічні параметри процесу за умов газополуменевого нанесення покриття з використанням воднево-кисневого полум'я.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання геометричного моделювання процесу очищення парових потоків у разі дугового й електронно-променевого випарювання матеріалів у вакуумі технології фізичного осадження з парової фази (Physical Vapor Deposition). Проведено формалізацію способів побудови робочих поверхонь електронно-іонного обладнання. Створено алгоритмічну основу розрахунку багатократного відбиття променів від поверхонь, апроксимованих трикутними відсіками площини, та заданих у неявній і векторно-параметричній формі. Одержано рівняння сім'ї поверхонь однакової опроміненості, встановлено, що поверхня однакової опроміненості, яка відповідає k = 0, є поверхнею катакаустики. Розв'язано задачу розрахунку товщини осаджуваного покриття за схеми напилення з розжарюваним відбивачем. Розроблено методику імітаційного геометричного дослідження просторового розподілу багаторазово відбитих променів за допомогою сферичних і гіперсферичних карт відбиття, яка не залежить від складності поверхні рефлектора. Розраховано ступінь очищення плазми для чотирьох модифікацій фільтрів відкритого типу з фрактальною моделлю поведінки джерела макрочасток.

  Скачати повний текст

Досліджено неперервний і переривчастий режими конденсації, що самоорганізуються поблизу фазової рівноваги. З'ясовано причини утворення фрактальної структури в результаті ієрархічної конденсації й описано її реалізацію в межах статистичного подолання. З застосуванням синергетичного підходу проаналізовано умови, які забезпечують близькість стаціонарного процесу конденсації/розпилення до фазової рівноваги. Показано, що флуктуації температури ростової поверхні та потоку десорбції адатомів відіграють роль мультиплікативного шуму, посилення якого призводить до трансформації унімодального розподілу пересичення осаджуваного компонента в бімодальний. Досліджено фазові портрети процесу квазірівноважної конденсації за різних співвідношень часів релаксації концентрації напилюваної речовини, потоку десорбції температури ростової поверхні. Показано, що за малих значень рівноважної концентрації та додатньої величини накопиченого потоку реалізується єдиний стаціонарний стан квазірівноважної конденсації. Поблизу цього стану спостерігається або сповільнена еволюція, або немонотонний режим, якому сприяє збільшення часу релаксації температури. Запропоновано новий механізм утворення фази, який показує, що в ході напилення реалізується режим самозбирання сітчастої структури. З'ясовано, що зародки конденсату формують статистичний ансамбль ієрархічно супідрядних об'єктів. Знайдено рівняння Ланжевена та Фоккера-Планка, які дозволили визначити стаціонарний розподіл значень термодинамічного ефекту конденсації. Одержано часові залежності ймовірності формування сітчастої структури конденсату.

  Скачати повний текст

Проведено математичне моделювання процесу пластичного деформування часток при ударі об основу в умовах газодинамічного напилення з урахуванням впливу деформаційного розігріву та реологічних властивостей металу при високих швидкостях деформації. Визначені залежності температури на контакті частка-основа, часу деформування та формозмінення часток при ударі від розмірів і властивостей матеріалу часток, початкової швидкості та температури часток. Розроблено загальну математичну модель, алгоритм і програму розрахунку технологічних параметрів процесу газодинамічного напилення. Отримані експериментальні дані про вплив режимів нанесення покриття на міцність зцеплення, пористість покрить і продуктивність процесу. Результати досліджень використані при проектуванні технології та дослідного зразка устаткування для нанесення захисних покрить на зовнішню поверхню труб.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено структури змінного складу за товщиною, одержані на основі склоподібного As₂S₃ та модифікаторів Al, Bi, Pb. Розглянуто фізико-технологічні умови одержання градієнтних структур з керованим і відтворюваним розподілом складових компонентів, проведено теоретичну оцінку параметрів осадження компонентів пари на підкладку, вибрано й оптимізовано умови напилення шарів. Досліджено вплив концентрації модифікаторів, що вводяться, на електрофізичні та оптичні властивості градієнтних структур. Показано, що енергія активації електропровідності та оптична ширина забороненої зони змінюються монотонно (майже лінійно) зі зміною введеного металу. Виявлено темнову та фотоелектрорушійну сили, досліджено вплив на її величину та полярність концентраційного профілю та типу металів, які містить градієнтна структура. Виникнення електрорушійної сили віднесено до інтегральних ефектів (хімічного й електропольового), вказано на можливість керування спектральними характеристиками структури шляхом зміни її товщини та складу.

  Скачати повний текст

Визначено умови виготовлення металевих поверхонь і способів осадження молекул для одержання максимального підсилення сигналу в ІЧ спектрах. На підставі ефекту SEIRA розроблено методику детектування малих кількостей біологічних молекул і визначення конформаційних станів макромолекул - ДНК і білків. Підсилення більше, ніж у 100 разів, зареєстровано для тонких шарів БСА, близьких до моношарів і для молекул п-НБК за випадків, коли молекули регулярно організовані або хімічно адсорбовані на поверхню золота. Коефіцієнт підсилення ІЧ поглинання для багатошарових плівок молекул, осаджених на золото, зменшується зі збільшенням кількості шрів модекул та досягає 2 - 7-ми разів для різних молекулярних груп. Його можна збільшити в 3 - 12 разів для плівок, одержаних термічним вакуумним напиленням молекул на поверхню золота у порівнянні з плівками, осадженими з водного розчину.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив технологічних параметрів на характер течії плазмового струменя. Ступінь впливу різних чинників процесу розпилення дроту на величину середнього розміру частинок для різних матеріалів за диспергування розплаву дроту плазмовим струменем, а також на КІМ визначено із застосуванням методу планування багатофакторного експерименту. Одержано лінійні регресійні моделі, що показують вплив найбільш істотних параметрів процесу (сили струму, витрати плазмотвірного газу, дистанції напилення, швидкості подачі дроту) на формування струменя частинок напилюваного матеріалу та комплексу характеристик покриттів з W, NiCr і Ti. Визначено швидкості частинок напилюваного матеріалу за мікроплазмового напилення (МПН), які залежать від сили струму та витрати плазмоутворюючого газу й обернено пропорційні питомій вазі розпиленого матеріалу. Проведено дослідження фігури металізації для МПН з використанням NiCr-дроту. Визначено розміри плями напилення та кута розкриття мікроплазмового струменя. Показано, що у зв'язку з можливістю скорочення дистанції напилення за дротового МПН досягається знижений вміст у покриттях оксидних і нітридних фаз.

  Скачати повний текст

Встановлено зв'язок наноморфології поверхні полікристалічних плівок, що є компонентами напівпровідникових приладних структур, з їх внутрішньою кристалічною структурою, рівнем механічних напруг у системах як цілому та процесами на межі поділу фаз, спричиненими високотемпературними відпалами. Встановлено зв'язок морфологічних і структурних характеристик полікристалічних плівок ZnS:Cu з умовами їх виготовлення та післяростових обробок. Досліджено залежність структурної досконалості контактних систем на GaAs з антидифузійним шаром дибориду титану від режиму магнетронного напилення та їх термічну стійкість. З використанням комплексу методів рентгеноструктурного аналізу й атомно-силової мікроскопії доведено пряму залежність морфологічних характеристик поверхні полікристалічних плівок від процесів структурної релаксації та перебудови всередині плівки, а також на межі розділу плівка - підкладка. Результати досліджень розвивають модельні уявлення про характер і походження структурних нерівноважностей багатошарових структур і процеси структурної релаксації в них, викликані зовнішніми впливами.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено проблемі дослідження, розробки та впровадження технології та металевих матеріалів для нанесення газотермічних покриттів з аморфною структурою із підвищеними фізико-механічними та електрофізичними властивостями. Розроблено новий напрям у технології газотермічного напилення, що грунтується на прогнозуванні процесів теплопереносу та структурного стану покриттів в залежності від основних технологічних факторів вибору на основі цього оптимальних складів та режимів напилення, які забезпечують максимальну аморфізацію напилених шарів. Встановлено закономірності підвищення міцності зчеплення газотермічних покриттів з основою, втомливої міцності, зносо- та корозійної стійкості, покращання магнітом'яких характеристик із зростанням в них вмісту аморфної фази. Запропоновано спеціалізовані матеріали серії "АМОТЕК" та технологічні процеси газотермічного напилення аморфізованих покриттів, високу ефективність яких обгрунтовано теоретично і підтверджено практично.

  Скачати повний текст

Описано вплив характеристик наночастинок і матриці на оптичні властивості нанокомпозитних систем. Розроблено теоретичний метод обрахунку спектрів поглинання нанокомпозитів на базі теорії локального поля, який передбачає врахування певних параметрів, а саме: форми частинок, розподілу за формою, розподілу частинок у плівці, впливу оболонки включень на середовища. З метою підтвердження теоретичних припущень та для застосування одержаних результатів моделювання проведено експериментальні дослідження оптичних властивостей нанокомпозитів. Проведено експериментальні та теоретичні дослідження заленості оптичних властивостей від форми частинок для випадку суспензій частинок CdS з нанокристалітами різного співвідношення лінійних розмірів. Теоретично й експериментально проаналізовано вплив оболонки на спектр поглинання частинок діоксиду титану. Виявлено синій зсув для композиту, що містить частинки, вкриті срібною оболонкою. Спостережено збільшення інтенсивності спектру поглинання у разі додавання до композиту мідної оболонки. Досліджено спектри поглинання та люмінесценції напівпровідникових і металічних частинок, поміщених у полімерну матрицю. Виявлено залежність спектрів поглинання та люмінесценції від характеристик частинок, їх розподілу у плівці та взаємодії включень з середовищем і підкладинкою. Вивчено зміни оптичних властивостей за різної структури нанокомпозитів частинок золота, CdS і ZnS, поміщених у полімерну матрицю. Показано можливість проведення аналізу особливостей структури композиту за допомогою оптичних спектрів. Запропонований метод застосований для виявлення особливостей нанокомпозитних плівок, вирощених за методом вакуумного напилення.

  Скачати повний текст

Розглянуто підвищення герметичності та ремонтопридатності різьбових з'єднань обсадних труб шляхом удосконалення конструкції та програмування параметрів їх працездатності з урахуванням есплуатаційних навантажень. Розроблено програмну модель пружно-деформованого стану з'єднання муфти та труби з вузлом ущільнення на основі моментної теорії коротких ціліндрів зі стінками змінної товщини, формул Ламе та знайденої формули контактного тиску. Досліджено контактні тиски залежно від радіальних натягів, товщини стінок, внутрішніх і зовнішніх тисків, осьових сил, що дали змогу встановити нові закономірності впливу конструктивних та експлуатаційних чинників на геометричність і надійність різьбових з'єднань обсадних труб ОТТГ. Удосконалено конструкції різьбових з'єднань з вузлом ущільнення та спосіб підвищення їх герметичності. Розроблено спосіб відновлення герметичності з'єднань ОТТГ на основі газопломеневого металопорошкового напилення герметизуючого шару.

  Скачати повний текст

Вперше встановлено, що довговічність роботи вузла шток-ущільнення штока бурового насоса значною мірою залежить не лише від комплексної дії агресивного й абразивного середовища, а й від кінематичних характеристик рухомих частин і навантажень в насосі, що призводить до скорочення терміну експлуатації. Теоретично й експериментально обгрунтовано доцільність застосування газотермічних плазмових композиційних порошкових покриттів для підвищення довговічності робочої поверхні штоків бурових насосів. Встановлено оптимальні режими зміцнення робочої поверхні штоків бурового насоса методом плазмово-дугового напилення.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні засади технології газополуменевого напилення матеріалів з низькою теплопровідністю на прикладі склоемалей і композицій на їх основі. Теоретично доведено та експериментально підтверджено можливість нанесення покрить з матеріалів з низькою теплопровідністю газополуменевим напиленням з подовженим факелом. Обгрунтовано доцільність використання методу голкофрезерування для підготовки поверхні під напилення. Розроблено оптимальний склад і досліджено властивості корозійностійких склоемальових покриттів з підвищеною ударною міцністю за рахунок додаткового введення до складу металевих порошків ніхрому ПХ20Н80 та ферохрому ФХ-800.

  Скачати повний текст

За результатами експериментальних досліджень доведено можливість керування просторовим положенням струменя низькотемпературної плазми в технологічних плазмотронах попередньої дії шляхом магнітного впливу на кінцеву ділянку дуги в каналі генератора плазми. Встановлено, що існує прямий зв'язок між коефіцієнтом використання матеріалу за магнітного керування структурою гетерогенного потоку й якісними характеристиками покриття: збільшується міцність зчеплення покриття з основою та зменшується пористість. Одержані покриття за рахунок покращання структури та фізико-механічних характеристик мають вищу стійкість до абразивного спрацювання у порівнянні з покриттями, одержаними звичайним способоим.

  Скачати повний текст

Розроблено технології нанесення захисних покриттів на технологічне оснащення з наступною фінішною обробкою. На підставі визначеного характеристичного критерію процесу проведено розрахунок енергетичних і кінематичних параметрів детонаційного нанесення покриттів на технологічне оснащення для нового енергоносія пропан-бутану. Запропоновано методику побудови технологічного процесу з вибору раціональних режимів напилення. З метою поліпшення споживчих властивостей визначено конкурентоспроможність застосовуваного обладнання й розроблених технологій. Наведено практичні рекомендації щодо вибору матеріалів для нанесення покриттів на деталі авіаційних та автомобільних двигунів.

  Скачати повний текст

Розроблено метод підвищення триботехнічних властивостей поверхонь тертя нанесенням композиційних покриттів електродуговим напиленням порошкового та суцільнотягнутого дротів. З метою розширення меж впливу на параметри процесу електродугового напилення за рахунок стабілізації дуги та підвищення її температури досліджено вплив домішок сполук Na і F на дуговий процес, температуру та фракційний стан продуктів розпилення. Розроблено домішки до шихти порошкового дроту. Визначено вплив складу крапель різнорідних дротів і характеру їх взаємодії за дугового процесу на механічні характеристики покриття. За рахунок керованого впливу на розмір крапель одержано композиційні покриття з підвищеною зносостійкістю та когезійною і адгезійною міцністю, знижуючи за цього схильність до утворення тріщин композиційних покриттів значної товщини.

  Скачати повний текст