У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача підвищення ефективності технології виправлення браку литва за допомогою застосування удосконаленої технології заварювання способом поперечної гірки.Об’єктом дослідження є технологія заварювання дефектів литих конструкцій із перлітних сталей способом поперечної гірки (СПГ) електродами ТМЛ-3У та УОНИ 13/45 без попереднього і супутнього підігрівання та після зварювального відпуску.Предметом дослідження є зв'язок структурного стану зварюваного металу в зоні термічного впливу з комплексом властивостей, що характеризують надійність зварних з'єднань, отриманих під час заварювання дефектів литва стосовно хромо-молібдено-ванадієвих сталей .У вступі обґрунтовано актуальність задач дослідження, показано зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами, наведена наукова новизна та сформульоване практичне значення отриманих результатів.В першому розділі здійснений аналітичний огляд сталей, що використовують для корпусних турбін, їх властивості, загальна характеристика та особливості їх зварювання та термічної обробки. Розглянуті сучасні технології зварювання при виготовленні і ремонті великогабаритних конструкцій зі сталей перлітного класу, їх труднощі та недоліки. Оцінені фактори, що впливають на тріщиноутворення та схильність до крихких руйнувань теплостійких сталей.Поставлені основні задачі дисертаційної роботи, обрано напрями досліджень.У другому розділі розглянуті експериментальні і розрахункові методи, які застосовувалися в процесі виконання роботи. У третьому розділі представлені результати досліджень якості зварного зєднання зі сталі 15Х1М1Ф, виконаного СПГ без подальшої термообробки по макроконтролю. Проведено випробування короткочасних механічних властивостей. За даними досліджень цього розділу одержано наступні результати:- виміри мікротвердості в ЗТВ зварного з'єднання підтверджують достовірність вимірів твердості HV, що вказують на більш високу твердість в середині ЗТВ, чим поблизу межі сплавлення;- зварювання СПГ не знижує опір крихкому руйнуванню в зоні термічного впливу і шві в порівнянні з основним металом в початковому стані, а після високого відпуску, проведеного після зварювання, ударна в'язкість ЗТВ навіть вище, ніж основного металу;- при зварюванні СПГ, завдяки підвищенню частоти термоциклування, автопідігрівання діє ефективніше, що і сприяє уповільненню швидкості охолодження. Це призводить до утворення сприятливої структури верхнього зернистого бейніту.Четвертий розділ присвячено дослідженню здатності металу шва і зони термічного впливу чинити опір крихкому руйнуванню після зварювання СПГ, виконаних за штатною технологією та без додаткової термообробки, шляхом визначення критичної температури крихкості та тріщиностійкості при кімнатній та мінусових температурах. Встановлено, що істотної різниці в напруженому стані зварних з'єднань, виконаних ОСС з підігріванням до 350 – 400ºС в порівнянні із СПГ без підігрівання не виявлено, тому таке підігрівання застосовувати при виправленні дефектів недоцільно.Спектроскопічно досліджено тонку структуру зразків після СПГ без додаткової термообробки, визначено хімічний склад карбідів.Пятий розділ присвячено вивченню впливу зварювання способом поперечної гірки на розподіл твердості, рівень механічний властивостей та структуру зварних зєднань зі сталі 25Л. Дослідження виконані на зразках в обсязі: з попереднім підігріванням, з високим відпуском після зварювання і без попередньої та наступної термообробки. Залежність зміни твердості від способу зварювання та від зони виміру наведено у вигляді графіків. Встановлено, що незалежно від технології зварювання відзначається підвищення твердості в ЗТВ поблизу межі сплавлення. Отже, після зварювання СПГ високотемпературна область ЗТВ, незважаючи на підвищену твердість, має однакову з основним металом здатність опору утворенню холодних тріщин. Це може бути обумовлено подрібненням зеренної будови ЗТВ в результаті теплової і деформаційної дії при зварюванні.За результатами металографічних досліджень встановлено, що при багатошаровому зварюванні СПГ мікроструктура ЗТВ і наплавленого металу шва завдяки високотемпературному нагріву при наплавленні шарів перекристалізується і стає дрібнозернистою і являє собою бейніт з рівноосними зернами фериту.^UThe dissertation solves the scientific and practical problem of increasing efficiency of correction technology of casting defects using advanced welding technology.The object of the research is the technology of welding defects of constructions made of pearlitic steel, using the method of transverse slide electrodes CROMOCORD Kb and OVERCORD without preliminary, concomitant heating and heat treatment after welding.The subject of the research is the connection of the structural state of weld metal in thermal influence with a set of properties, which characterize reliability of welded joints obtained during welding of casting defects in relation to chromium-molybdenum-vanadium steels.In the introduction the relevance of research objectives is justified, the relation of study with scientific programs, plans, topics is shown, scientific novelty is provided and practical value of results is formulated.The first chapter provides an analytical review of steels, which are used for hull turbines, their properties, general characteristics and peculiarity of their welding and thermal processing. Modern welding technologies in manufacturing and repair of oversized constructions of pearlitic steels, their difficulties and drawbacks are considered. Factors, which influence crack formation and susceptibility to brittle fractures of heat-resistant steels are estimated.The main tasks of the dissertation are set, the directions of research are chosen.The second chapter provides experimental and computational methods, which were used in the process of study. The third chapter provides studies’ results of the quality of welded joints from 15CrMoV5-10 steel, performed with method of transverse slide without further heat treatment by macro control. According to the data of research in this chapter, the following results were obtained:-?microhardness measurements in the zone of thermal influence of welded joint confirm credibility of hardness HV measurements, which leads to higher hardness in the middle of the zone of thermal influence, compared to near the fusion boundary;-?welding using the method of transverse slide does not reduce resistance to brittle fracture in the zone of thermal influence and the seam, in comparison to the base metal in the initial state, and after high tempering performed after welding, the toughness of the zone of thermal influence is even higher than the original base metal;-?while using the method of transverse slide, due to the increase in the frequency of thermal cycling, auto heating acts more effectively, which leads to deceleration of cooling speed.The fourth chapter is dedicated to the research on the ability of weld metal and zone of thermal influence to resist brittle fracture after welding with method of transverse slide, performed by standard technology and without additional heat treatment, by determining the critical temperature of brittleness and crack resistance at normal and sub-zero temperatures. It is established, that a significant difference in the welded joints stress state made in reverse step method with heating up to 350 – 400ºС in comparison to the method of transverse slide without heating is not detected, therefore such heating is not appropriate for defects correction.The fine structure of samples after using the method of transverse slide without additional heat treatment was spectroscopically investigated, the chemical composition of carbides was identified.The fifth chapter is dedicated to studying the impact of welding using the method of transverse slide on hardness distribution, level of mechanical properties and structure of welded joints from steel 25L. The research was performed on samples in volume: with preliminary heating, with high tempering after welding and without preliminary and concomitant heating. The dependence of the change in hardness on the method of welding and on the measurement is presented in graphs. It is established, that regardless of the welding technology there is a hardness increase in the zone of thermal influence near the fusion boundary. Hence, after welding with the method of transverse slide the high-temperature area of the zone of thermal influence, regardless increased hardness, has the same ability to resistance to formation of cold cracks as the base metal. This may be due to the grinding of the grain structure of the zone of thermal influence as a result of thermal and deformation action during welding.According to the results of metallographic studies, it is established that in multilayer welding using the method of transverse slide, the microstructure of the zone of thermal influence and weld metal recrystallizes and becomes fine-grained due to high temperature heating during surfacing of layers and is bainite with coaxial ferrite grains.

Теоретично й експериментально досліджено цементит у структурі залізовуглецевих сплавів. Виявлено підвищення мікротвердості цементиту після загартування та доведено відсутність впливу матриці, яка його оточує, на дане підвищення. На основі аналізу розподілу елементів між фазами та урахування впливу легувальних елементів на температуру ледебуритного й аустеніто-графітного евтектичних перетворень визначено діаграми потрійних систем Fe - C - Cr та Fe - C - Mn в області евтектики. Розглянуто механізм розшарування зневуглецьованого цементиту на суміш стехіометричного цементиту та надтонких прошарків аустеніту під впливом тепла лазерного опромінювання. Розповсюджено теорію спінодального розшарування для пересиченого вуглецем аустеніту та зневуглецьованого цементиту в системі аустеніт - цементит. Розроблено рекомендації для використання результатів досліджень у практиці кристалізації виливок та термообробки.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена розробці науково-технологічнихоснов одержання кристалів на основі YAG методом Чохральського увуглецевмісному середовищі.В якості альтернативи Ir тиглям, що зазвичай використовуються приотриманні цього типу кристалів методом Чохральського, запропоновановикористовувати тиглі із значно дешевших вольфраму (W) або молібдену(Мо). Показано що найприйнятнішим матеріалом для вирощування YAG євольфрам, тиглі з якого витримують понад 40 процесів кристалізації.Відпрацьовані способи отримання кристалів YAG методомЧохральського у СО-вмісному середовищі, зокрема розроблений спосібсинтезу шихти із мінімальним вмістом кисню, здатного окислити тигель.Показано, що внаслідок взаємодії шихти, кристалу і розплаву YAG ізсередовищем Ar+CO, поверхня кристалу збіднена киснем і Al, при цьому в19об'ємі кристалів може міститися до 1 ат.% вуглецю. Розроблений спосіботримання кристалів YAG:Ce,С у СО-вмісному середовищі, зокрема, спосібвнесення активатору в тривалентному стані у вигляді кристалічного CeAlO3,що мінімізує окислення тиглів та ростового оснащення. Розробленіпроцедури вирощування методами Чохральского и EFG великогабаритнихкристалів CeAlO3 довжиною до 130 мм та їх післяростового відпалу.Визначені оптимальні режими післяростової термообробки кристалівYAG:C та YAG:C, що безповоротно усувають центри забарвлення в них вУФ- та видимому діапазонах. Відпал YAG:Ce,C окислювальному середовищідозволив досягти світлового вихіду 28200 фот/МеВ, енергетичногорозділення 7,8 -8,5 % на енергії 662 кеВ. Внесок швидкої компонентилюмінесценції із τ ~100 нс сягає 79 %.Ключові слова: гранат, YAG, YAG:Се, CeAlO3, метод Чохральського,метод EFG, післяростовий відпал, сцинтилятор.^UThe work is devoted to the development of scientific and technologicalbasics of obtaining of YAG-based crystals by the Czochralski method under COcontainingatmosphere.It is proposed to use tungsten (W) and molybdenum (Mo) crucibles with by3 order of magnitude lower cost as an alternative to Ir crucibles, which are usuallyused at obtaining of crystals of this type. It was shown that the most reliablecrucible material for YAG-based crystal growth is tungsten, as W crucibleslifetime exceeds 40 crystallization cycles.The methods of obtaining of YAG-based crystals by the Czochralskitechnique under CO-containing atmosphere were elaborated. In particular, amethod of raw materials synthesis with minimal content of free oxygen wasdeveloped. It is shown that due to interactions between YAG raw material, crystal,and melt with Ar+CO raw material the crystal surface is depleted with oxygen andAl, and crystals may contain up to 1% of carbon. The developed method ofYAG:Ce,С crystal obtaining in CO-containing atmosphere, in particular, a methodof activator introduction in the trivalent state, in the form of crystalline CeAlO3,which minimizes oxidation of crucible and other crystallizer parts. Methods oflarge CeAlO3 crystal growth with the length up to 130 mm by the Czochralski andEGF methods were developed, as well as a procedure of crystal heat treatment.Optimal regimes of post-growth heat treatment of YAG:C and YAG:Ce,C weredetermined providing the irreversible elimination of color centers in UV- andvisible bands. Annealing of YAG:Ce,C in oxidizing conditions provided the lightyield of 28200 phot/MeV, energy resolution 7.8 -8.5 % at the 662 keV energy. Thecontribution of the fast luminescence decay with τ ~100 ns reaches 79 %.Keywords: garnet, YAG, YAG:Се, CeAlO3, Czochralski method, EFG method,post-growth annealing, scintillator.

Проаналізовано процеси фазової взаємодії в системі In - Ga - Se - O. З'ясовано особливості процесів окиснення сполук системи. Показано, що в напівпровідниковій системі In - Ga - Se найбільш стійкими під час термообробки на повітрі є півтораселеніди індію та галію.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Обгрунтовано доцільність застосування термомеханічних агрегатів на підставі ротаційних термосифонів (РТС) для обробки харчових неньютонівських рідин (ННР). Розроблено розрахункову методику для апаратів з РТС. Проведено комп'ютерне моделювання процесів тепловіддачі у апаратах з РТС. Встановлено вплив конструктивних і режимних параметрів на інтенсифікацію тепловіддачі продукту. Досліджено внутрішню кризу теплопередачі у РТС. Розроблено метод розрахунку апарата з РТС для термомеханічної обробки харчових ННР. Розглянуто ефективність застосування апарата у лінії з виробництва яблучного повидла.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена комплексному дослідженню структури, електрофізичних, магнітооптичних та магніторезистивних властивостей нанорозмірних плівкових шаруватих несиметричних структур на основі феромагнітних металів Fe, Ni, Co і сплавів FeNi і (Co-Cr) та немагнітних металів Сu, Cr і Pt. Крім того, окремо досліджено вплив температури відпалу (600-1100К) на структурно - фазовий склад наночастинок феритів Fe3O4, NiFe2O4 та CoFe2O4, які можуть виступати базовою магнітною компонентою в структурах типу магнітні наночастинки / провідна матриця, в яких, за аналогією з гранульованими структурами, може реалізовуватись ефект гігантського магнітоопору (ГМО). Багатошарові плівкові структури отримували методом пошарої конденсації незалежних джерел, з подальшим відпалом до температури 400 – 800 К. Наночастинки феритів отримувались методом хімічного синтезу за допомогою реакції між ацетилацетонатами Fe, Ni та Co з 1,2 - гексадекандіолом та олеїновою кислотою і олеїламіном у ролі попередника поверхнево активної речовини у феніловому ефірі. При нанесенні частинок на підкладку використовувались декілька методів, а саме капання розчину з наночастинками на підкладку, модифікована методика Ленгмюра – Блоджет і метод спін – коатингу. Крім просвічуючої мікроскопії для дослідження структури наночастинок додатково використовувались методи растрової електронної мікроскопії і атомно - силової мікроскопії, для контролю досконалості сформованих шарів. Акцент в роботі було зроблено на дослідженні та аналізі зміни магнітних характеристих плівкових систем (коерцитивна сила Bc, залишкова намагніченість ВR, намагніченість насичення Вs та кут Керра), які можуть бути індикатором переходу від однієї фази до іншої. Теоретично показано, що для несиметричних структур можлива інверсія (зміна знаку) ефекту ГМО за умови, якщо спінова асиметрія в розсіюванні електронів протилежна в суміжних феромагнітних шарах.До несиметричних систем також відносяться структури, в яких, в якості одного з магнітних шарів, може виступати сплав. В нашому випадку це був сплав на основі пермалою Fe0,5Ni0,5 та Cu. Дослідження фазового складу плівок методом дифракції електронів показало, що в усіх свіжосконденсованих та відпалених за температури 700 К плівках FeNi товщиною d = 20 – 100 нм, як і в масивних зразках відповідного складу, фіксується ГЦК - фаза NiFe із параметром решітки а = 0,360 − 0,361 нм. Останнім етапом було дослідження структурно – фазових змін при термообробці наночастинок феритів Fe3O4, NiFe2O4 та CoFe2O4. Термообробка необхідна по причині того, що вихідні наночастинки мають дуже малі розміри (3 – 10 нм) і знаходяться у суперпарамагнітному стані. Саме тому потрібно досягти ефекту збільшення розмірів частинок, при збереженні їх фазового складу. Було показано, що в діапазоні температур 300 – 600 К зберігається фазовий стан частинок з незначним їх збільшенням розмірів. Подальше збільшення температури відпалу до 800 К призводить до значного зменшення інтенсивності деяких ліній, що свідчить про початок фазового переходу. Після 800 К починається розпад оксидів і утворюється велика кількість допоміжних фаз. За температури 1100 К оксиди остаточно розпадаються і стабілізуються фази Fe та Ni. Фактично, наночастинки залишаються в вихідному фазовому стані лише до 800 К, після чого починається їх розпад. Збільшення розмірів частинок відбувається за рахунок їх коагуляції з сусідніми частинками. Однак таке збільшення не призвело збільшення сумарного магнітного моменту. З аналізу даних стає зрозумілим, що найбільш ефективною методикою отримання однорідних шарів є методика Ленгмюра - Блоджет. Однак вона є найскладнішою у використанні, низькопродуктивною та неможливою для виробництва у промислових масштабах. У той же час техніка простого капання розчину наночастинок на поверхню підкладки є найпростішою та найефективнішою, що дозволяє отримувати впорядковані моно - та невпорядковані мультишари НЧ, з правильним підбором їх концентрації в розчині. Окремо потрібно виділити метод спін - коатингу. Завдяки своїй відносній простоті, залежно від використовуваних параметрів (концентрація НЧ та швидкість обертання), можна отримати структури абсолютно різних типів, з різним розподілом на підкладці. Однак нам не вдалося отримати однорідний шар наночастинок, оскільки, навіть за низьких концентрацій НП у розчині, спостерігалось утворення скупчень різного розміру (кластерів).^UThe thesis is devoted to the complex research of the structure, electrophysical, magneto - optical and magnetoresistive properties of nanosized film layered asymmetric structures, in which the effect of giant magnetoresistance is observed. The basis for the formation of such structures are ferromagnetic metals Fe, Ni, Co, as well as their alloys: FexNix and CoCr. Thin layers of Cu, Cr and Pt were used as a non-magnetic component. In addition, the effect of temperature influence on the structural - phase composition of Fe3O4, NiFe2O4 and CoFe2O4 ferrite nanoparticles, which can act as a basic magnetic component in structures such as magnetic nanoparticles / conductive matrix, in which, like in granular structures, giant magnetoresistance effect can be realized Usual sampling techniques were used the for film systems, such as layer-by-layer and simultaneous deposition from two independent sources, followed by annealing to a temperature of 500 - 800 K. Transmission electron microscopy was used as a method to control the structure and change of the phase composition after annealing. Multilayer film structures were obtained by layer-by-layer deposition from independent sources, followed by annealing to a temperature of 400 - 800 K. Nanoparticles of ferrites were obtained by chemical synthesis by reaction between acetylacetonate Fe, Ni and Co with 1,2 - hexadecanediol and oleic acid and oleilamino surfactant in phenyl ether. Several methods were used to apply the particles to the substrate, namely the dripping of a solution with nanoparticles on the substrate, the modified Langmuir-Blodget technique, and the spin-coating method. In addition to transmission microscopy for nanoparticles, raster electron microscopy and atomic force microscopy methods were additionally used to control the perfection of the formed layers. Emphasis was placed on the analysis of changes in the magnetic characteristics of film systems, such as coercive force Bc, residual magnetization HR, saturation magnetization Hs and Kerr angle, which in this case are indicators of the transition from one phase to another. It is theoretically shown that for asymmetric structures the inversion (change of sign) of the GMR effect is possible provided that the spin asymmetry in electron scattering is opposite in adjacent ferromagnetic layers. Asymmetric systems also include structures in which, as one of the magnetic layers, an alloy can act. In our case it was an alloy based on permalloy FeNi and Cu. The study of the phase composition of films by electron diffraction showed that in all as-deposited and annealed at 700 K FeNi films with a thickness d = 20 - 100 nm, as well as in massive samples of the corresponding composition, fixed FCC - NiFe phase with lattice parameter a = 0.360 - 0.361 nm. The last stage was the study of structural - phase changes during heat treatment of Fe3O4, NiFe2O4 and CoFe2O4 nanoparticles. Heat treatment is necessary due to the fact that the original nanoparticles are very small (3 - 10 nm) and are in a superparamagnetic state. That is why we need to achieve the effect of increasing the particle size, while maintaining their phase composition. It was shown that in the temperature range 300 - 600 K the phase state of the particles with a slight increase in their size is preserved. A further increase in the annealing temperature to 800 K leads to a significant decrease in the intensity of some lines, which indicates the beginning of the phase transition. After 800 K, the decomposition of oxides begins and a large number of auxiliary phases are formed. At a temperature of 1100 K, the oxides finally decompose and the Fe and Ni phases stabilize. In fact, nanoparticles remain in the initial phase state only up to 800 K, after which their decay begins. The increase in particle size occurs due to their coagulation with sedimentary particles. However, this increase did not lead to the desired effect, and their total magnetic moment was insufficient to obtain a response in the study of magnetoresistive properties. From the data analysis it becomes clear that the most effective method of obtaining homogeneous layers is the Langmuir-Blodget technique.. The disadvantage is the incomplete filling of the surface. Separately, we highlight the method of spin - coating. Due to its relative simplicity, depending on the parameters used (NP concentration and rotation speed), it is possible to obtain structures of completely different types, with different distribution on the substrate. However, we were not able to obtain a homogeneous layer of nanoparticles, because, even at low concentrations of NP in solution, the formation of clusters of different sizes (clusters) was observed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.07 – Процеси фізико-технічної обробки. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», МОН України, Київ, 2021.Дисертація присвячена формуванню модифікованих шарів з субмікро- і нанокристалічною структурою і підвищеним рівнем експлуатаційних властивостей при поверхневій обробці різьбонарізного інструменту зі швидкорізальних сталей та твердих сплавів висококонцентрованим плазмовим струменем.У літературному огляді виконаний аналіз умов роботи різьбонарізного інструменту. Показан характер зносу різьбонарізного інструменту, механізми зносу, зони зносу. показана перспективність розвитку різних методів зміцнення для підвищення працездатності різьбонарізного інструменту. Особливість різьбонарізного інструмента це дуже велика номенклатура як по розмірах, від дуже дрібних мітчиків, до крупних фрез, різців, так і за різноманітністю видів. Нині існує 4 підходи до зміцнення. Найбільш розвиваються останнім часом це нанесення покриттів, і поверхневе модифікування. Ці два найбільш поширених метода якраз розвиваються у бік отримання дисперсних структур у тому числі і наноструктур. Дисертаційна робота виконана на плазмовому комплексі в умовах кафедри «Наноінженерія в галузевому машинобудуванні», основний елемент цього комплексу це плазматрон. Плазматрон використовується побічної дії: деталь і інструмент електрично нейтральні. Особлтвість його конструкції це сенкціонована міжелектродна вставка. Спеціально для того, щоб підвищити швидкість охолодження і отримати плазмове наноструктурування.Експериментами встановлено, що можна впливати на цей процес шляхом виконання каналу плазматрона не циліндричної форми, а конічної. Міра звуження каналу впливає на твердість при обробці. Розроблена методика математичного моделювання процесу плазмового модифікування різьбонарізного інструмента. У основі розрахунку теплової дії висококонцентрованих джерел нагріву на метал лежить закон теплопровідності Фур'є. Для вирішення цього завдання використано звичайно-елементне моделювання із застосуванням прикладного пакету МСS.Nastran.Розроблено математичну модель оптимального керування процесом плазмового поверхневого модифікування різьбонарізного інструменту та інженерну методику розрахунку оптимальних режимів обробки. Уперше на основі звичайно-елементного рішення диференціального рівняння теплопровідності в нелінійній постановці розроблені алгоритми і інженерні методики розрахунку оптимальних режимів плазмового модифікування різьбонарізного інструменту зі швидкорізальних сталей і твердих сплавів, що забезпечують утворення в модифікованій зоні субмікро- і нанокристалічної структури з підвищеним рівнем експлуатаційних властивостей. У 3м розділі дисертації досліджена структура і властивості різьбонарізного інструмента зі швидкорізальної сталі на прикладі гребінки. Для такого інструмента відомо два підходи плазмовою модифікування з об'ємною термообробкою і з триразовою відпусткою тип структури, що утворюється в модифікованій зоні в результаті комплексного об'ємно-поверхневого зміцнення гребінок із сталі Р6М5, займає проміжне положення між нанокристалічною (до 100 нм) і субмікрокристалічною. Досліджено механізми структурних перетворень гребінки зі швидкорізальної сталі та різьбонарізного різця з напаяною твердосплавною пластиною при плазмовому поверхневому модифікуванні. Встановлені закономірності наноструктурування різальних кромок різьбонарізного інструменту при плазмовому модифікуванні без оплавленя поверхні. Встановлено, що при наноструктуруванні сталевого інструменту набуття найбільш високих значень дисперсності обумовлене збільшенням швидкості охолодження, розчиненням вихідних карбідів і виділенням нанодисперсних вторинних карбідів. Ключові слова: плазмове модифікування, різьбонарізний інструмент, механізм руйнування, тріщиностійкість, зносостійкість, математична модель, структурні перетворення, поверхневий шар, субмікроструктурування, нанострутурування, стійкістні дослідження, металоргафічні досліджнення.^UA thesis for a degree of candidate of technical science (Ph.D.), speciality 05.03.07 –Processes of physical and technical treatment.- National technical university of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute name of Igor Sicorskiy”, Kyiv, 2021.Dissertation is sanctified to forming of the modified layers from submicro- and by a nanocrystalline structure and increase level of operating properties at superficial treatment of thread instrument from high speed steel and carboloies by a plasma stream. In a literary review the executed analysis of terms of work of thread instrument. The character of wear of thread instrument, mechanisms of wear, zone of wear. the shown perspective of development of different methods of strengthening is for the increase of capacity of thread instrument. The feature of thread instrument it a very large nomenclature as on sizes, from ultrafine markers, to the large milling cutters, chisels, so on the variety of kinds. Presently there are 4 approaches to strengthening. Most develop lately this causing of coverages, and superficial retrofitting. These two most widespread метода just develop toward the receipt of dispersible structures including nanostructures.Dissertation work is executed on a plasma complex in the conditions of department "Nanoengineering in a branch engineer", the basic element of this complex it a plasmatron. A plasmatron is used indirect action: a detail and instrument are electric neutral. Feature of his construction this partitioned interelectrode insertion. Specially in an order to promote cooling speed and get plasma nanostructure. It is set experiments, that it is possible to influence on this process by implementation of channel of plasmatron not cylindrical form, but conical. Measure of narrowing of channel influences on hardness at treatment. Worked out methodology of mathematical design of process of the plasma retrofitting of thread instrument. In basis of calculation of thermal action of concentrate sources of heating the law of heat-conducting of Fourier lies on a metal. For the decision of this task an usually-element design is used with application of the applied package of МСS.Nastran.A mathematical optimal case of the plasma superficial retrofitting of thread instrument a process frame and engineering methodology of calculation of the optimal modes of treatment are worked out. First on the basis of usually-element decision of differential equalization of heat-conducting in the nonlinear raising the worked out algorithms and engineering methodologies of calculation of the optimal modes of the plasma retrofitting of thread instrument from high speed steel and carboloies that provide formation in the modified zone of submicro- and nanocrystalline structure with an increase level of operating properties. In the third part of dissertation an investigational structure and properties of thread instrument are from high-speed steel on the example of comb. For such instrument two approaches are known by plasma retrofitting with by volume heat treatment and with triple vacation Type of structure that appears in the modified zone as a result of the complex by volume of-superficial strengthening of combs from steel of Р6М5 occupies intermediate position between nanocrystalline (to 100 nm) and microcrystalline. The mechanisms of structural transformations of comb are investigational from high-speed steel and thread chisel from a hard-alloy plate at the plasma superficial retrofitting. The set conformities to law of nanostructure of cutting edges of thread instrument are at the plasma retrofitting without melting surface. It is set that during nanostructure of steel instrument of acquisition of the most high values of dispersion is conditioned by the increase of cooling speed, dissolution of initial carbides and selection of nanodispersible secondary carbides.Methodology of tests is worked out and investigational crackfirmness, mechanisms of destruction and wear of thread instrument with the superficial modified layer. A technological equipment is worked out for realization of plasma treatment. The technological processes of the plasma retrofitting of thread instrument are worked out from carboloies and high speed steel. The worked out flow diagram of management of nanostructure is after the plasma retrofitting. Worked out recommendations on the choice of the optimal placing of the modified zone on a thread chisel by hard-alloy plates and thread combs from high-speed steel. Firmness studies of thread instrument are undertaken after the plasma retrofitting.Key words: plasma modification, threading tool, fracture mechanism, crack resistance, wear resistance, mathematical model, structural transformations, surface layer, microstructuring, nanostructuring, meso-structures, ultra-disperse.

Дисертація присвячена встановленню закономірностей впливу особливостейструктурно-фазового складу металу зварних з'єднань високоміцних сталей різногокласу міцності на їх механічні характеристики й тріщиностійкість шляхомвизначення структурних критеріїв, що забезпечують необхідний комплекс цихвластивостей. Досліджено структуру і властивості зварних з'єднань високоміцнихсталей з межею плинності від 690 МПа до 1300 МПа в залежності від швидкостейіохолодження та зварювання, легування швів, умов термообробки та способівзварювання (дугове механізоване, лазерне, гібридне лазерно-дугове зварювання):конструкційних низьковуглецевих сталей бейнітно-феритного та бейнітно-мартенситного типу (alform 620M; 17Х2М; 14ХГН2МДАФБ; N-A-XTRA-700);високовуглецевих феритно-перлітного типу (колісна сталь марки 2; 65Г); легованихсередньовуглецевих сталей мартенситно-бейнітного типу спеціального призначення(броньові сталі − типу 30Х2Н2МФ та Miilux Protection 500).Встановлено закономірності формування фазового складу, зеренної,субзеренної, дислокаційної структур зварних з'єднань високоміцних сталей тавзаємозв'язок структурних параметрів з комплексом властивостей - міцністю,в'язкістю руйнування, рівнем локалізованої деформації та локальних внутрішніхнапружень в металі зварних з'єднань. Встановлено, що при дотриманні певнихспіввідношень структурно-фазових складових характеристики дислокаційної тасубзеренної структури є визначальними для забезпечення міцності татріщиностійкості металу зварних з'єднань високоміцних сталей.Проведено удосконалення експериментально-аналітичної методики оцінкикомплексу фізико-механічних властивостей зварних з'єднань по конкретнимструктурним параметрам, впроваджено математичну обробку даних та проведеноаналітичні оцінки міцності, в'язкості руйнування, локальних внутрішніх напружень.Отримано показники рівня локалізованої деформації в металі зварних з'єднаньвисокоміцних сталей та встановлено, як структурні складові впливають натріщиностійкість металу.З метою забезпечення експлуатаційної надійності конструкцій при створеннінаукоємних та перспективних технологій зварювання високоміцних сталей наоснові матеріалознавчих експериментально-теоретичних досліджень встановленоструктурні критерії, що гарантують необхідний комплекс механічних властивостейта тріщиностійкості цих з'єднань.^UThe dissertation is devoted to the establishment of regularities of influence offeatures of structural-phase composition of metal of welded joints of high-strength steelsof different strength class on their mechanical characteristics and crack resistance bydefinition of the structural criteria providing a necessary complex of these properties.In this work it is investigated structure and properties of welded joints of highstrengthsteels with yield strength from 690 MPa to 1300 MPa depending on technologicalparameters (cooling and welding speed, alloying of seams, heat treatment conditions) andwelding methods (mechanized arc, laser, hybrid laser-arc welding).Researched structural steels of construction purpose of bainitic-ferritic and bainiticmartensitictype (alform 620M; 17Х2М; 14KhGN2MDAFB; N-AXTRA-700); high-carbon ferritic-pearlitic steel (wheel steel grade 2; 65G); alloyedmedium carbon steels of special purpose martensitic-bainite type (armor - steel 71 andMiilux Protection 500).The paper proposes an approach based on a set of methods of physical materialsscience, including light, analytical scanning and transmission electron microscopy,methods of quantitative metallography to determine structure parameters, quantitativemethods for determining the scalar density of dislocations and estimating the size ofdispersed phases; quantitative methods for estimating the distribution of chemicalelements in the welding zone, methods of statistical processing of results. In order toimprove the analysis of the results of fractographic studies, a methodological approach tothe classification of fractures by: type of force load; the nature of the destruction, macroandmicrorelief of the destruction surface; micromechanisms of destruction; localdestruction hubs.Regularities have been established formation of phase composition, grain, subgrain,dislocation structures of welded joints of high-strength steels and the relationship ofstructural parameters with a set of properties - strength, toughness, level of localizeddeformation and local internal stresses in the metal welds of the studied steels. Have beenstudied peculiarities of structural-phase components (ferrite, austenite, perlite, temperedand hardening martensite, bainite upper and lower), their parameters - packet size, grains,the corresponding values of microhardness, the nature of the destruction of the metal byfracture zones, the volume fraction type, the size of trace elements fracture surface,dislocation density and substructure.Improvements have been made experimental-analytical methods for evaluating thecomplex of physical and mechanical properties for specific structural parameters,introduced mathematical data processing and analytical evaluations of strength, fracturetoughness, local internal stresses of welded joints of the studied steels.In order to ensure the operational reliability of structures in the creation of scienceintensiveand promising technologies for welding high-strength steels on the basis ofexperimental and theoretical studies, structural criteria are established to ensure thenecessary set of mechanical properties and crack resistance of these joints. Ensuring theoperational reliability of welded joints of high-strength steels makes it possible to usethem in structures of responsible purpose in mechanical engineering, railways, heavyindustry, shipbuilding, armaments, etc.

Бондар С.В. Удосконалення технології паштетних консервів з використанням м'яса птиці механічно відокремленого. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.18.04 «Технологія м'ясних, молочних продуктів і продуктів з гідробіонтів» - Інститут продовольчих ресурсів Національної академії аграрних наук України, Національний університет харчових технологій, Міністерство освіти і науки України, Київ, 2021.В проведеній роботі встановлено вплив технологічних факторів на мікроелементний склад, реологічні властивості, мікроструктуру та харчову безпечність механічно відокремленого м'яса птиці. Отримані науково обґрунтовані дані щодо характерних фізико-хімічних показників механічно відокремленого м'яса птиці: вмісту кісткових включень, хімічного складу (масова частка білка, жиру, вологи) та важливі у сенсі оцінювання безпеки цієї м'ясної сировини мікробіологічні та санітарно-гігієнічні характеристики.Науково обґрунтовано і експериментально підтверджено ефективність використання м'яса механічно відокремленого (ММВ) та рисового борошна у технології паштетних консервів.Таке поєднання ефективно сприяє збагаченню продукту кальцієм та дає можливість значно розширити сировинну базу м'ясної сировини для виробництва нових видів паштетних консервів в порівнянні з аналогічними продуктами, виготовленими з м'яса ручного обвалювання.Вперше застосована розроблена установка Я5-ФЭА для виробництва паштетної маси, яка забезпечує одночасне подрібнення, перемішування та термічну обробку, яка дає можливість отримати продукцію, яка не проходить термообробку в автоклавах, більш пластичної консистенції за рахунок розм'якшення кісткових включень.Ключові слова: м'ясо механічно відокремлене, паштет, консерви, м'ясо птиці, рисове борошно, моделювання якості.^UBondar S.V. Investigation of mechanically separated poultry meat and development of the technology of production of paste with its use. – Qualification scientific work on the rights of the manuscript.Dissertation for the obtaining degree of a candidate of Technical Sciences (Philosophy Doctor) on specialty 05.18.04 "Technology of meat, dairy products and products from hydrobionts" - Institute of Food Resources of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, National University of Food Technologies, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2021.The influence of technological factors on the microelement composition, rheological properties, microstructure, and food safety of mechanically separated poultry meat has been established in the work. Scientifically grounded data on the characteristic physical and chemical indices of mechanically separated poultry meat: dispersion (degree of musculoskeletal disturbance), bone mineral content, chemical composition (mass fraction of protein, fat, moisture) and important in the sense of safety assessment of this raw microbiological and sanitary-hygienic characteristics were obtained.The search and analysis of scientific, literary, patent materials concerning the existing technologies and equipment for the production of mechanically separated meat are carried out. A review of domestic and foreign technologies of the use of mechanically separated meat in the production of pates is made. The analysis of modern technologies of paste production is carried out. Possibility and expediency of using mechanically separated meat in the production of pates is theoretically proven. The analysis of various types of flour, these being rich in protein and having different high moisture content, is carried out. It is revealed that rice flour is the most rational for the use in compositions of the pates due to physicochemical, functional-technological and structural-mechanical indices. The conclusion is made of the expediency of using a new type of raw material, namely, mechanically separated meat in the meat industry. The expediency of using rice flour for the production of paste in conjunction with mechanically separated meat is substantiated.The quality indices, in particular, sensorial parameters, of meat pastes, were studied. It was established that the partial replacement of the main raw material with mechanically separated meat and rice flour, in general, does not reduce the sensorial parameters of the developed products. Paste with the use of mechanically separated meat and rice flour had homogeneous, pleasant elastic mashed structure and soft consistency, whereas the consistency in the control sample was dense and crusty.The physical-chemical and functional-technological indices of meat pastes with mechanically separated poultry meat have been determined. It was found that the increase of acid and peroxide numbers in experimental samples with mechanically separated meat and rice flour occurs slower than in the control ones.A mathematical model is proposed and software is developed that enables determining and predicting the quality of paste products by sensorial parameters and the content of biologically active substances when using mechanically separated meat. With their help, one can develop new patches, both by changing their formulation, and appointing new technological regimes of production.On the basis of experimental results, the normative document TU 10.1-00419880-133:2017 "Canned meat. Paste from poultry meat «For Breakfast» Specifications" and technological document "Technological instruction on the production of canned meat. Paste from poultry meat «For Breakfast», are developed which contributes to the expansion of the range of poultry meat pates.The calculation of the expected technical and economic effect of the introduction of scientific development: the profitability is 40 % for a new type of paste product, expenses for 1 t are 32,8 thousand UAH, and the economic efficiency of the introduction of the proposed paste formulation, makes 105 thousand UAH due to the use of energy-efficient installation and cheapening of raw materials.Novelty and originality of the technical solutions are confirmed by the patent of Ukraine for the invention.The urgency of the direction for the food industry is confirmed by the certificates of participation in international scientific and practical conferences.Keywords: mechanically separated meat, pate, canned food, poultry meat, rice flour, quality modeling.

Дисертаційна робота присвячена визначенню закономірностей формуванняфазового складу, структури і магнітних властивостей в нанорозмірних плівкахFe50Pt50-Au та багатошарових композиціях [Pt/Fe]n (n = 1, 4, 8) на підкладкахSiO2(100 нм)/Si(001) та Al2O3 (1010) при термічних відпалах. Встановлено, щоконтролюючи рівень механічних напружень та їх знак у шарі Fe50Pt50 зміненнямтовщини, розташування, кількості додаткових шарів Au, швидкості нагріву таатмосфери при відпалі (вакуум, азот, водень), можна керувати процесамиупорядкування та формуванням фазового складу, структури та магнітнимивластивостями в плівкових композиціях. Застосування водневої термообробкиприскорює процеси упорядкування в плівках Fe50Pt50/Au/Fe50Pt50 порівняно звідпалом у вакуумі за рахунок створення додаткових стискаючих напружень привтіленні атомів водню у пустоти кристалічної гратки фази L10-FePt. При цьому вісьлегкого намагнічування c у зернах фази L10-FePt розташовується у площині плівки.Швидкий термічний відпал плівкових композицій [Pt/Fe]n (де n=4, 8) напідкладках SiO2(100 нм)/Si(001) в атмосфері азоту призводить до орієнтованогоросту зерен фази L10-FePt з віссю легкого намагнічування c, розташованою внапрямку [001], перпендикулярному площині плівки.Ключові слова: нанорозмірні плівки, відпал, впорядкована фаза L10-FePt,додатковий шар Au, коерцитивна сила.^UThe work is devoted to definition of the phase composition formation regularities,structure and magnetic properties in nanoscale Fe50Pt50-Au films and multilayered [Pt/Fe]n(n = 1, 4, 8) compositions on SiO2(100 nm)/Si(001) and Al2O3 (1010) substrates at thermalannealings.It is established that by supervising of mechanical stresses level and their sign inFe50Pt50 layer by change of a thickness, location, quantity of additional Au layers andannealing conditions (temperature, duration, speed of heating and atmosphere  vacuum,nitrogen, hydrogen) one can operate by ordering processes and phase compoundformation, structure and magnetic properties of film compositions. The variations in residual stresses/strains level and sign in the FePt layer of as-deposited films influense the change in the ordered L10-FePt phase formation temperature, structure and the coercivity in the film compositions. Increasing the level of compressive stresses in the Fe50Pt50 layer causes a decrease in the ordering temperature and improvement of the magnetic properties.It is established that oriented grain growth with c-axis of easy magnetization in the [001] direction perpendicular to the film plane at annealing in vacuum occurs in films with a smaller thickness of the intermediate Au(7.5 nm) layer due to the higher level of compressive strains in the deposited films. Increasing the thickness of the Au layer to 15 nm and reducing the level of compressive deformations contributes to the growth of FePt grains with the c-axis of easy magnetization in the plane of the film. The same orientation can be achieved by increasing the thickness of the intermediate Au layer to 30 nm.It is revealed, that application of hydrogen heat treatment acceleratesorderingproce sses in Fe 50 Pt 50 /Au/Fe 50 Pt 50 fi lms in comparison with annealing in vacuum at the costof creation of additional compressi ve stresses caused by introduction of hydrogen atomsin to L 1 0 FePt phase crystal lattice voids Thus the c-axis of easy magnetization in L10-FePt phase grains is located in the film plane. Hydrogen treatment allows to obtain higher values of coercivity (27.3 kOe) in Fe50Pt50/Au/Fe50Pt50 film compositions at a lower annealing temperature of 700 °C than at annealing in vacuum (900 °C), due to the intensive penetration of hydrogen atoms into the film.It was determined that due to the action of the compressive stress during the diffusion of gold along the grain boundaries and the increase in the number of interfaces in films with an intermediate Au(7.5 nm) layer, the ordered L10-FePt phase formation temperature the can be reduced compared to the other Au layer location. In the films with various Au layer location (top, intermediate, under-) separated from the substrate, the same tendency of the A 1→ L 1 0 phase transformation temperature changing as in the films on the substrate is remained: the ordering temperature is lower in film with intermediate Au(7.5 nm) layer then in Au/Fe 50 Pt 50 and Fe 50 Pt 50 Au filmsIn this work it is also shown that the increase in the number of interfaces in [Pt/Fe]n film compositions, where n = 1, 4, 8, while maintaining the total film thickness, promotes the activation in diffusion processes and the formation of the disordered phase A1-FePt in the composition [Pt/Fe]4 and partially ordered regions with tetragonal distortions in the [Pt/Fe]8 composition already during deposition.Rapid thermal annealing of [Pt/Fe]n film compositions (where n = 4, 8) on SiO2(100 nm)/Si(001) substrates in nitrogen atmosphere leads to the oriented growth of L10-FePt phase grains with a c-axis of easy magnetization, located in [001] direction, perpendicular to film plane.The recommendations for controlling the stress state, the reduction of the temperature of the ordered L10-FePt phase formation, the obtaining of c-axis of easy magnetization oriented perpendicular or parallel to the film plane in the film based on FePt, application of which by thermal activated method will allow to increase the magnetic recording density and storage information were developed.Key words: nanoscaled films, annealing, ordered L10-FePt phase, additional Au layer, coercivity.

Досліжено процеси структуроутворення в магнітожорстких сплавах системи Nd - Fe - C за умов рівноважного та нерівноважного затвердіння, а також у процесі ізотермічних відпалів в аспекті досягнення підвищеного рівня магнітних властивостей. Встановлено фізичні закономірності структуроутворення у магнітожорстких сплавах системи Nd - Fe - C залежно від швидкості охолодження, вмісту міді та режимів відпалу. Визначено режими термообробки, яка призводить до формування оптимального структурно-фазового стану, що забезпечує найкращі гістерезисні властивості.

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності утворення та природу структурних дефектів у Ti:сапфірі, вирощеному у вуглецевому середовищі. Встановлено, що внаслідок нестехіометрії розплаву, обумовленої великим відновним хімічним потенціалом вуглецевого середовища вирощування, у Ti:сапфірі формуються субмікронні (70-300 нм) та ограновані мікронні (2-15 мкм) включення. З'ясовано, що причиною утворення субмікронних включень у Ti:сапфірі є перенасичення кристалічної гратки іонами алюмінію та дефектами Шотткі. Встановлено, що внаслідок їх коагуляції у кристалі формуються субмікронні включення, які містять алюміній і його субоксиди. Виявлено, що ограновані включення розміром 2-15 мкм є результатом захвату кристалом мікронних парогазових бульбашок з розплаву, які ограновуються у кристалічній гратці площинами її рівноважної форми. Розроблено спосіб термообробки Ti:сапфіру у середовищі з хімічним потенціалом -15-0 кДж/моль, який дозволяє повністю зруйнувати субмікронні включення й одержати лазерні елементи з FOM = 300 - 500. Визначено умови одержання методом Степанова Ti:сапфіру діаметром до 12 мм і завдовжки до 500 мм, який призначено для виготовлення лазерних елементів діаметром 3-6 мм з концентрацією титану до 0,05 мас.%. Встановлено можливість анігіляції центрів забарвлення на основі катіонних й аніонних вакансій в процесі відпалу у вуглецевому середовищі. На підставі даного ефекту розроблено спосіб одержання сапфірових вікон з гранично низьким оптичним поглинанням в УФ-області.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена дослідженню електрофізичних, магніторезистивних, магнітооптичних властивостей та ефекту Холла в плівкових системах на основі металу (Fe) і напівпровідника (Ge) в умовах фазоутворення. У плівкових сплавах, сформованих на основі відпалених до 900−1070 К тришарових плівок Fe(5−10 нм)/Ge(2−25 нм)/Fe(15−50 нм), в залежності від співвідношення концентрацій атомів окремих компонент утворюються магнітні плівки германідів заліза Fe2Ge, FeGe і FeGe2 із середніми розмірами кристалітів 15–30 нм. Порівняння експериментальних величин питомого опору двошарових плівкових систем Ge/Fe/П із розрахунковими на основі моделі, в якій зберігається індивідуальність окремих шарів, свідчать про те, що відміну між цими величинами можна пояснити ефектом утворення екситонів Ваньє−Мотта на основі 4 % електронів провідності.Установлено, що у системах на основі плівок Fe і Ge, спостерігається залежність кута Керра від індукції магнітного поля у вигляді прямокутної петлі гістерезису, що свідчить про реалізацію двох магнітних станів і швидкодію чутливих елементів приладів у магнітному полі. Експериментально встановлено, що величина сталої Холла для двошарових плівок на основі Fe і Ge (6–11)·10−9 м3/Кл при зростанні індукції магнітного поля від 0 мТл до 100 мТл. При збільшенні інтервалу термообробки плівкових зразків до 570 К стала Холла зменшується від 11·10−9 м3/Кл до 6·10−9 м3/Кл. Досліджені властивості тонких плівок нітриду вуглецю як захисних покриттів для плівкових чутливих елементів на основі германідів металів.^UThe thesis is devoted to systematic research of electrophysical, magnetoresistive, magneto – optical galvanomagnetic properties of film systems on the basis of metal (Fe) and semiconductor (Ge) in the conditions of phase formation.In film alloys formed based on annealed to 900–1070 K three-layer films Fe(5–10 nm)/Ge(2–25 nm)/Fe(15–50 nm), depending on the ratio of the concentrations of atoms of individual components, magnetic films are formed iron germanides Fe2Ge, FeGe and FeGe2 with average crystallite sizes of 15–30 nm. Comparison of resistivity of two-layer Ge/Fe/S (S-substrate) film systems with calculated ones based on the model, which preserves the individuality of individual layers, indicates that the difference between these values can be explained by the effect of Vanier-Mott excitons based on 4 % conduction electrons.It is established that in systems based on Fe and Ge films, the dependence of the angle Θ on the induction of the magnetic field in the form of a "stepped hysteresis loop" is observed, which indicates the realization of two magnetic states and the speed of sensitive elements of functional devices in a magnetic field. It has been experimentally established that the value of the Hall constant for two-layer films based on Fe and Ge (6–11)·10–9 m3/C with increasing magnetic field induction from 0 mT to 100 mT. When increasing the heat treatment interval of film samples to 570 K, the value of the Hall constant decreases from 11·10–9 m3/C to 6·10–9 m3/C. The properties of thin films of carbon and carbon nitride as protective coatings for film sensitive elements have been studied.

Проведено математичне моделювання процесу тепловиділення в пружно-пластичних циліндричних тілах за циклічного навантаження та запропоновано ефективний числовий метод розв'язання нестаціонарних зв'язаних двовимірних задач теорії термо-пружно-пластичності. Розроблено спрямовану на використання числових методів дослідження математичну модель кількісного опису нестаціонарних термомеханічних процесів у тілах циліндричної форми та циліндричних оболонках за дії циклічних навантажень з урахуванням пружно-пластичного характеру поведінки матеріалу. Розроблено з використанням методу покомпонентного розщеплення та теорії наближення функцій сплайнами (кубічних В-сплайнів і напружених сплайнів), що описують в запропонованій математичній моделі температуру та напружено-деформований стан у тілі, метод числового моделювання нестаціонарних термомеханічних процесів у циліндричних тілах за циклічних навантажень. Одержано розв'язки важливих класів зв'язаних задач про визначення та дослідження термомеханічної поведінки конкретних тіл циліндричної форми та циліндричних оболонок за умов нестаціонарного навантаження, виявлено нові дані й закономірності, зокрема, пов'язані з еволюцією параметрів термомеханічного стану тіл у процесі циклічного навантаження у зв'язку зі змінами температурного поля за пружно-пластичного деформування. Розроблено різницеві схеми підвищеної точності для апроксимації перших похідних і мішаних похідних другого порядку, які призводять до методик одержання результатів за істотно менших обсягів обчислень. Встановлено межі застосування запропонованих методик і розрахункових схем визначення температурного та механічного полів. Визначено раціональні режими термообробки конкретних елементів металургійних і машинобудівних конструкцій з метою забезпечення мінімізації часу обробки за обмежень на напруження, рівномірності нагрівання виробів або їх заданих областей. Результати наукового дослідження використано під час розробки технології виконання регламентних ремонтних робіт на діючому обладанні з метою зміцнення та подовження термінів його експлуатації.

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень стану бору й азоту в сталі, їх вплив на структурний стан і механічні властивості боромістких сталей, виконаних за стандартом ASTM A514. Розглянуто взаємодію атомів проникнення з межами зерен та отримано рівняння, що відтворюють залежність межової концентрації азоту від розміру зерна температури. На підставі статистичного аналізу отримано рівняння, що характеризують залежність показників механічних властивостей від концентрації бору та азоту, які в кількісному вигляді дозволяють оцінити максимально допустимий вміст азоту в сталі, за яким отримано задану концентрацію бору. Запропоновано режими термообробки, що дозволило за рахунок регулювання структури підвищити механічні властивості та усунути окрихчувальний вплив азоту в досліджуваних сталях у разі відхилення їх складу від вимог стандарту.

  Скачати повний текст

Науково обгрунтовано доцільність використання бобів сої для одержання багатокомпонентних сумішей у технології виробництва кормового продукту - замінника незбираного молока. Розраховано час прогріву соєвих бобів і проведено випробування різних способів термообробки та диспергування. Встановлено, що найбільш ефективною і найменш енерговитратною є технологія використання екструзійної обробки. Виявлено принципову відмінність мікроструктури та властивостей соєвих частинок, одержаних шляхом екструзійної обробки за високого тиску від частинок, утворених під час механічного подрібнення. Вперше встановлено, що соєве борошно й екструдат мають різну кінетику процесу взаємодії частинок сої з вологою, зокрема, відрізняються за абсолютними величинами ступеня вологопоглинання, часом перебігу процесу й активністю гідрофільних центрів, але мають однакову повноту вологопоглинання. Встановлено закономірність ступеня диспергування компонентів суміші та її в'язкості залежно від кількості механічних обробок, концентарції соєвого компонента та часу зберігання. Розроблено технологію виробництва замінника незбираного молока на основі продуктів його переробки та бобів сої.

  Скачати повний текст

Грицевіч М.Ю. «Удосконалення технології низькобілкового печива» - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертаційна робота на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 181 «Харчові технології» - Національний університет харчових технологій, Міністерство освіти і науки України, Київ 2023.Дисертаційна робота присвячена удосконаленню технології низькобілкового печива яке змогли б споживати хворі на фенілкетонурію.У цій науковій роботі розглянута проблематика фенілкетонурії, включаючи її розповсюдження, симптоматику та методи лікування, особливо дієтотерапію. Дієтотерапія визнана найефективнішим методом лікування, і робота містить рекомендації щодо низькобілкової дієти та добової норми споживання фенілаланіну для пацієнтів. Окремий аспект присвячено аналізу ринку низькобілкових продуктів для людей із фенілкетонурією та дослідженню складу традиційного печива з акцентом на зменшення вмісту фенілаланіну.Літературний огляд вказує на відсутність докладних публікацій щодо рецептур низькобілкового печива та його властивостей. Вибрано компоненти для подальших досліджень технології низькобілкового печива, зокрема гідроколоїди та крохмалі. Розроблено блок-схему досліджень для вдосконалення технологій виробництва.Розроблено ряд рецептур низькобілкового печива та розраховано модель ідеального продукту для дітей різного віку хворих на фенілкетонурію.Дослідження реологічних властивостей низькобілкових емульсій показало, що кривим в'язкості характерна поведінка зсувного потоншення, що є характерним для псевдопластичних рідин. Наявність камеді ксантану збільшує в’язкість емульсій, а заміна вершкового масла кукурудзяною олією призвела до зниження в'язкості. Емульсії з вищою в'язкістю потребують потужнішого обладнання.Бульбашки диспергованої фази емульсії без структуроутворювачів характеризуються неоднорідністю за розміром, рекомендується збільшити швидкість збивання для отримання більш однорідної консистенції.В ході дослідження реологічних властивостей тіста з’ясовано, що модулі в'язкості низькобілкового тіста нижчі порівняно з традиційним здобним тістом, криві модулей пружності і в’язкості не пересікаються, що свідчить про відсутність текучості тіста. Всі зразки низькобілкового тіста рекомендовано формувати виїмним методом. Комплексні в'язкості низькобілкових виробів в одному діапазоні з тістом для традиційного печива, що підтверджує можливість виробництва на існуючому обладнанні.Аналіз альвеографічних досліджень підтверджує відсутність еластичності у низькобілковому тісті, а додавання тапіокового крохмалю збільшує розтяжність, що полегшує формування тіста.Зразки низькобілкового та традиційного тіста мають виражені пластичні властивості. Додавання мальтодекстрину та тапіокового крохмалю підвищує пружність тіста. Зразки низькобілкового тіста та тіста для виробництва традиційного здобного печива деформуються під дією сили і не повністю відновлюють свою форму. Коефіцієнти відновлення зворотної деформації для низькобілкового тіста знаходяться в діапазоні від 0,385 до 0,525, а для тіста для традиційного здобного печива - 0,490.Тісто для низькобілкового печива має аналогічні реологічні властивості до тіста для традиційного печива, що підтверджує можливість виробництва низькобілкового печива на існуючому обладнанні.В результаті термічного аналізу проведеного шляхом термогравіметрії та диференціальної скануючої калориметрії визначено температуру втрати низькобілковими зразками всієї розрахункової вологи, та доведено термічний розклад досліджуваних зразків при подальшому нагріванні.Встановлено, що раціональна тривалість випікання-сушіння низькобілкового печива становить на 40% більше порівняно з традиційним здобним печивом. Визначено, що для термічної обробки традиційного здобного печива необхідна менша кількість енергії ніж для термічної обробки низькобілкового печива. (ΔH=124,05Дж/г та ΔH=199,46 - 268,33 Дж/г відповідно). Додавання мальтодекстрину до рецептур низькобілкового тіста не суттєво зменшує кількість енергії необхідної для термічної обробки печива, в той час як заміна 20% кукурудзяного крохмалю на тапіоковий знижує кількість енергії необхідної на термообробки печива на 25,7%. Визначено, що органолептичні характеристики низькобілкового печива відповідають вимогам діючої норматичної документації, а термічна обробка впливає на геометричні розміри виробів, вимагаючи налаштування обладнання для формування. Фізико-хімічні показники розроблених низькобілкових виробів відповідають діючої нормативної документації, а вміст фенілаланіну робить їх безпечними для споживання пацієнтами з фенілкетонурією.Низькобілкове печиво проявляє полімолекулярну адсорбцію зі змінами вологоутримування, впливаючи на його термін зберігання. Рівноважна вологість при відносній вологості повітря 75% розробленого низькобілкового печива становить 11,5 … 12,7% Розроблені вироби рекомендовано упаковувати герметично для запобігання впливу навколишнього середовища.^UHrytsevich M. “ Improving the technology of low-protein cookies" - Qualifying scientific work on the rights of the manuscript.Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in the speciality 181 "Food Technologies" - National University of Food Technologies, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv 2023.The dissertation is devoted to the improvement of low-protein cookies technology that could be consumed by patients with phenylketonuria.The thesis discusses the issue of phenylketonuria, including its prevalence, symptoms and treatment methods, especially dietary therapy. Dietary therapy is recognised as the most effective treatment, and the scientific work provides recommendations on a low-protein diet and daily intake of phenylalanine for patients. A separate aspect is devoted to the analysis of the market for low-protein foods for people with phenylketonuria and the study of the composition of traditional biscuits with a focus on reducing the phenylalanine content.The literature review indicates that there are no detailed publications on low-protein cookies formulations and their properties. The components for further research of low-protein cookies technology, in particular hydrocolloids and starches, were selected. A research flowchart for improving production technologies was developed.A number of low-protein cookies recipes have been developed and a model of an ideal product for children of different ages with phenylketonuria has been calculated.The study of the rheological properties of low-protein emulsions showed that the viscosity curves exhibit shear thinning behaviour, which is typical of pseudoplastic liquids. The presence of xanthan gum increases the viscosity of the emulsions, and the replacement of butter with corn oil led to a decrease in viscosity. Emulsions with higher viscosities require more powerful equipment.The bubbles of the dispersed phase of the emulsion without structuring agents are characterised by heterogeneity in size, it is recommended to increase the whipping speed to obtain a more uniform consistency.The study of the rheological properties of the dough revealed that the viscosity moduli of low-protein dough are lower than those of traditional butter dough, and the elasticity and viscosity curves do not intersect, indicating that the dough does not flow. All low-protein dough samples are recommended to be moulded using the notching method. The complex viscosities of low-protein products are in the same range as the dough for traditional cookies, which confirms the possibility of production using existing equipment.The analysis of alveographic studies confirms the absence of elasticity in low-protein dough, and the addition of tapioca starch increases the extensibility, which facilitates dough moulding.The samples of low-protein and traditional dough have pronounced plastic properties. The addition of maltodextrin and tapioca starch increases the elasticity of the dough. Samples of low-protein dough and dough for the production of traditional butter biscuits are deformed under force and do not fully restore their shape. The recovery coefficients for low-protein dough are in the range of 0.385 to 0.525, and for traditional butter biscuit dough - 0.490.The dough for low-protein cookies has similar rheological properties to the dough for traditional cookies, which confirms the possibility of producing low-protein cookies using existing equipment.As a result of the thermal analysis carried out by thermogravimetry and differential scanning calorimetry, the temperature of loss of all calculated moisture of low-protein samples was determined, and the thermal decomposition of the studied samples during further heating was proved.It has been established that the rational duration of baking and drying of low-protein cookies is 40% longer than that of traditional butter cookies. It was determined that less energy is required for the heat treatment of traditional butter cookies than for the heat treatment of low-protein cookies (ΔH=124.05 J/g and ΔH=199.46-268.33 J/g, respectively). The addition of maltodextrin to low-protein dough formulations does not significantly reduce the amount of energy required for cookies heat treatment, while the replacement of 20% corn starch with tapioca starch reduces the amount of energy required for cookies heat treatment by 25.7%.It has been determined that the sensory characteristics of low-protein cookies meet the requirements of current regulatory documents, and heat treatment affects the geometric dimensions of products, requiring adjustment of moulding equipment. The physicochemical characteristics of the developed low-protein products comply with the current regulatory documents, and the phenylalanine content makes them safe for consumption by patients with phenylketonuria.Low-protein cookies exhibit polymolecular adsorption with changes in moisture retention, affecting their shelf life.

Досліджено проблему підвищення зносостійкості деталей вузлів тертя шляхом керування формуванням властивостей евтектичних покриттів з нестабільною структурою. Вивчено структуру і фазовий склад плазмових, електроіскрових та іонно-плазмових евтетичних покриттів. Установлено закономірності їх утворення залежно від умов нанесення покриттів. Показано, що у плазмових і електроіскрових покриттях внаслідок розвитку дифузійних процесів за відпалу та термоциклювання відбуваються фазові перетворення, що супроводжуються наближенням структури та фазового складу до стану термодинамічної рівноваги. Це дає змогу підбирати такі параметри термообробки евтектичних покриттів, за яких у разі заданих реальних умов тертя зношення пари тертя буде мінімальне. За таким рядом можна розмістити покриття за зростанням ступеня відхилення від рівноважного стану та дисперсності структури, а методи їх нанесення - за підвищенням питомої потужності процесів.

  Скачати повний текст

Розроблено технологічні основи контактного стикового зварювання з використанням напруги підвищеної частоти прямокутної форми. Значну увагу приділено визначальним критеріям фізичної подібності процесу оплавлення тонких (1 мм і менше) металевих смуг. Запропоновано нову технологію стикового зварювання оплавленням гнучкого ріжучого інструмента, а також технологію термообробки зварних з'єднань.

  Скачати повний текст