Досліджено актуальну науково-технічну проблему виявлення кореляцій між вимірюваними акустичними величинами та параметрами мезоструктури реальних багатофазних матеріалів. Розроблено методи контролю та прогнозування їх властивостей. Вивчено закономірності формування акустичних полів у твердих тілах з багаторівневою ієрархічною структурою. Розроблено наукові засади керування інформативністю відображення в цих полях властивостей, структури та дефектності матеріалу. Запропоновано методологію синтезування акустичних методів контролю з підвищеною чутливістю вимірюваного параметра до конкретної властивості матеріалу. Обгрунтовано нетрадиційні діагностичні параметри акустичного поля. Установлено кореляційні залежності між його параметрами та характеристиками мезоструктури різних порошкових і композиційних матеріалів. Розроблено оригінальні методи та методики вимірювання й апаратуру, що дозволяють одержувати якісно нову або раніше недоступну інформацію про матеріали та вироби у процесі їх розробки, виробництва й експлуатації.

  Скачати повний текст

Розроблено метод підвищення точності контролю елементного складу тугоплавких матеріалів з використанням способу динамічної фотореєстрації мас-спектрів у лазерному мас-аналізаторі у разі картографування поверхні композиційних матеріалів на основі тугоплавких сполук, який містить лазерну масспектрометрію, рентгеноспектральний мікроаналіз, рентгеноструктурний аналіз, інтерференційну мікроскопію. Обгрунтовано, що процес утворення плазми за лазерної дії на тугоплавкі матерали найбільш адекватно описується теорією розвиненого випаровування.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив структурного стану спеченого порошкового вольфраму та заліза на комплекс механічних властивостей і механізм руйнування. Вивчено вплив пористості на міцнісні характеристики, деформаційне зміцнення, температуру холодноламкості та пластичності матеріалів від пористості. У рамках моделі Іоффе отримано рівняння, в якому виведено залежність температури холодноламкості від пористості. Методом Оже-спектроскопії вивчено сегрегаційні процеси у пористому залізі. Особливості механізму деформації і руйнування спеченого пористого заліза вивчено за допомогою методу скануючої електронної мікроскопії "in situ" шляхом розтягування зразків спеченого заліза та методу акустичної емісії з визначенням координат активного перерізу й одночасним записом кривої деформації. На прикладі спеченого порошкового вольфраму вивчено вплив пластичної деформації та термічної обробки на структуру та механічні властивості спечених ОЦК-металів. Досліджено вплив виду термомеханічної обробки (ротаційне кування, гвинтове і чотиривалкове прокатування) на пористість, текстуру, структуру, мехнічні властивості прутків. Розроблено уявлення про оптимальний структурний стан для вольфрамового дроту під час термомеханічної обробки та спосіб контролю структури в процесі виробництва вольфрамового дроту.

  Скачати повний текст

Розроблено нові методи прогнозування та засоби впливу на швидкість гомогенізації порошкових композитів у разі взаємної дифузії та на фазовий склад у випадку реакційної дифузії. Досліджено початкові стадії реакційної дифузії у тонких плівках і мультишарах. Відзначено, що кінетика дифузійної гомогенізації на початковій стадії спікання порошкових систем і систем порошок - пластина описано в рамках моделі розділеної пари, яка, окрім середньої дисперсності, враховує відношення середніх розмірів порошинок різних сортів і різнофракційність порошків. Уточнено критерій пригнічення та росту фаз під час твердофазних реакцій у порошкових сумішах. Вперше встановлено критерій вибору режиму (місця появи проміжних фаз на вільних поверхнях порошинок), який визначено відношенням дифузійної проникності фаз і відношенням середніх розмірів порошинок. Виявлено, що першу стадію двостадійного росту проміжної фази під час твердофазової реакції у мультишарах і тонких плівках, яка характеризується ефективним показником Аврамі в інтервалі 1 - 2, описано в межах наступних моделей: стохастична модель латерального розростання, де випадковими є початковий розподіл центрів зародкоутворення та процес розростання; детерміністична модель розростання острівків шляхом дифузії на рухомій міжфазній границі. Удосконалено модель "кисневого насосу" для взаємної дифузії у тонких плівках з окисненням дифузанта на поверхні. Вперше запропоновано узагальнення моделі Фішера на випадок дифузії на межах зерен з розтіканням по поверхні та одночасним ростом плівки.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання створення волокнистих і волокнисто-шаруватих високотемпературних композиційних матеріалів, доцільності використання економнолегованого нікелевого сплаву та шаруватої ніобієво-титанової композиції як матриць, зміцнених вольфрамо-ренієвими волокнами, для виготовлення деталей ракетних двигунів. Встановлено, що за температур, які циклічно змінюються протягом декількох годин, доцільно використовувати менш сумісний з вольфрамо-ренієвими та більш міцний за підвищених температур сплав ЕК64, ніж термодинамічно більш сумісний з зазначеними волокнами, і менш міцний за підвищених температур сплав ВЖ98. Доведено, що в шаруватій ніобієво-титановій матриці найбільш ймовірною причиною знеміцнення вольфрамо-ренієвих волокон за умов термічної дії є дифузія вуглецю із матеріалу волокон до титанового прошарку. Розроблено рекомендації щодо усунення даного дефекту, визначено технологічні режими одержання композиційних матеріалів, які використано на підприємствах для виготовлення насадків радіаційного охолодження.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено структуроутворення електропровідного композиційного матеріалу на основі кубічного нітриду бору. Установлено, що за цього формується перехідна зона, яка забезпечує з'єднання між робочим шаром та підкладкою.

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності структуроутворення композиційних матеріалів з метастабільними складовими та створено принципи цілеспрямованого керування їх експлуатаційними властивостями. Запропоновано критерій для класифікації структури меж поділу в композиційних матеріалах залежно від стійкості фаз наповнювачів за дії розплавлених зв'язок. Закономірності структуроутворення досліджених композиційних матеріалів пояснено на електронному рівні в межах моделі конфігураційної локалізації валентних електронів. Розроблено склади та технології просочення пічним способом нових композиційних матеріалів з метастабільними складовими, призначених для зміцнення поверхні деталей металургійного та енергетичного устаткування.

  Скачати повний текст

Розв'язано актуальну науково-технічну задачу - створення надтвердого композита на базі кубічного нітриду бору, зміцненого диборидами титану й алюмінію. Визначено основні закономірності фізико-хімічної взаємодії формування фазового складу, структури, фізико-механічних властивостей. Встановлено, що ефект зміцнення композита досягається створенням навколо неперервного каркасу cBN високодисперсної однорідної зв'язки з підвищеними модулями пружності. Доведено, що гомогенний розподіл складових зв'язки досягається їх одночасною кристалізацією з розплаву.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання одержання високоякісних великогабаритних заготовок з важкого вольфрамового сплаву з високим вмістом нікель-залізної зв'язки шляхом вивчення закономірностей формування структури та фізико-механічних властивостей великогабаритних заготовок з важких сплавів системи W - Ni - Fe з високим вмістом зв'язки. Вирішення даного завдання досягнуто шляхом одержання високоякісного великозернистого порошку вольфраму з досконалою формою частинок, та визначення основних факторів, що впливають на однорідність структури та розподілу зв'язки по об'єму заготовки, фізико-механічні властивості та формозміну великогабаритних заготовок. Використання одержаного великозернистого з досконалою огранкою частинок порошку вольфраму, одержаного одностадійним способом відновлення воднем у закритому реакторі, дозволило суттєво зменшити швидкість росту й агломерації зерен W у важкому сплаві за рахунок більш повного наближення частинок порошку W до рівноважного стану за концентрацією дефектів кристалічної гратки та форм росту.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему створення зносостійких металополімерних композитів з надтвердих матеріалів (НТМ) для шліфувального інструменту завдяки спрямованому формуванню двокаркасної структури композита та введення в неї необхідних функціональних домішок. Застосування програмованого процесу спікання металополімерного композита дозволило досягти більшої однорідності (анізотропії) з 70 до 15 %. Створення двокаркасних металополімерних композитів як зв'язку для шліфувального інструменту дозволяє підвищити зносостійкість кругів у 1,4 - 2,1 раза за збереження шорсткості оброблюваної поверхні 0,16 - 0,20 мкм під час обробки інструментальних сталей і твердих сплавів.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив зарядових і розмірних ефектів на енергетичні та транспортні характеристики низькорозмірних металевих структур. Вивчено еволюцію потенціалу іонізації металевого кластера й енергії прилипання електронів у разі послідовної зміни форми кластера від пластини до нитки. Встановлено, що в низькорозмірних системах температурна залежність хімічного потенціалу визначається систематикою енергетичних рівнів. Виявлено, що температурний градієнт даної залежності може змінювати знак. Удосконалено фізичну модель кулонівської нестійкості позитивно та негативно заряджених металевих кластерів різної симетрії з урахуванням дискретності електронного спектра. Одержано критичні розміри позитивно та негативно межово заряджених кластерів Au, Ag, Al, Na, K та Pb. Наведено кількісну оцінку ефекту електрострикції металевих кластерів, які знаходяться в діелектричній матриці. Показано можливість виникнення аномальної електрострикції, що обумовлено стисканням деяких частинок після зарядки. Модифіковано теорію одноелектронного тунелювання крізь металеві квантові точки, зокрема, у науковий обіг введено контактну різницю потенціалів, розраховано знак і величину дробового залишкового заряду, встановлено обмеження на кулонівську нестійкість острівкового електрода. Вперше одержано аналітичний вираз для ширини струмової щілини. Показано, що залежність струмової щілини (область відсутності струму на ВАХ) від розміру кластера повинна бути коливального характеру.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена виготовленню наночастинок Ti, Si, SiC, дослідженню їх деяких властивостей та механічних властивостей композиційного матеріалу на основі нанокристолічної матриці SiC і неперервних волокон SiC (КМ SiC/SiC). Показано, що результатом одночасної конденсації пари твердих матеріалів та пари кремнійорганічного вакуумного масла ВЖК-94 на одну підкладинку є утворення наночастинок. Доведено, що наночастинки випаровуются з джерела (суспензії, купи порошку) як ціле (як броунівські частинки). Інтенсивність випаровування залежить від розмірів частинок, сил адгезії, температури та градієнту електричного поля. Встановлено, що КМ SiC/SiC має значну область пластичності (~ 0,2 % при 1473-1500 К і швидкості розтягу 0,02 мм/сек) перед руйнуванням та велику границю міцності на згін (640+-120 МПа після 100 термоциклів від 1500 К до 373 К).

  Скачати повний текст

Створено експериментальні та теоретичні основи неізотермічних керованих процесів синтезу та спікання нанокристалічних порошків; обгрунтовано кінетичні та структурні закономірності неізотермічного синтезу нанорозмірних порошків з нестабільних перекурсорів; встановлено закономірності дії механізмів структуроутворення за умов неізотермічного спікання; визначено способи керування мікроструктурою в процесах спікання з контрольованою швидкістю, під високим тиском і селективного лазерного спікання.

  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

Досліджено закономірності структуроутворення нових матеріалів, вивчено їх фізико-механічні, триботехнічні та фізико-хімічні властивості. Проведено дослідження механізмів контактної взаємодії стандартних твердих сплавів і розробленого композита КТФХ(TiC - Fe - Cr) з долотною сталлю. Даний композит рекомендовано для армування долотного бурового інструменту.

  Скачати повний текст

Вивчено особливості структуро- і фазоутворення та фізико-механічних властивостей порошкових композицій Cu - Cr, а також мікроструктурних змін робочого шару Cu - Cr контактів під впливом дуги. Вивчено морфологію, хімічний і гранулометричний склад одержаних порошків, проведено термодинамічне моделювання хімічної взаємодії хрому та міді з основними домішками. Проведено аналіз мікроструктурних змін у робочому шарі контактів Cu - Cr за умов, наближених до експлуатаційних. Розроблено та затверджено технічні умови У3-4312068-2066-96 на заготовки вакуумних дугогасильних контактів з композиційного матеріалу ХМ50В-КМ та впроваджено технологію їх виробництва на державному підприємстві "Генератор" (м.Київ).

  Скачати повний текст

Запропоновано шлях підвищення якості твердих сплавів, який передбачає використання твердофазної консолідації порошків і забезпечує одержання твердих сплавів з ультрадисперсною структурою та мінімальним ступенем контакту карбідних частинок. Здійснено твердофазне ущільнення високоенергетичним пресуванням ультрадисперсних сумішей порошків WC - Co зі вмістом зв'яжувальної фази від 20 мас.% до 50 мас.%, а також сумішей порошків WC - Co, WC - Ni, металічна фаза яких була створена безпосередньо у процесі нагріву порошків карбіду вольфраму й оксидів металів. Досліджено вплив на щільність, структуру та властивості сплавів після двох режимів термообробки, які відрізняються температурою та часом. Показано, що відомі залежності між властивостями твердих сплавів та їх структурними параметрами не є однозначними. Зроблено припущення, що основною причиною неоднозначності різних залежностей є прихований вплив на механічні характеристики рівня суміжності карбідної фази. Установлено, що зниження рівня суміжності внаслідок обробки тиском за твердофазного ущільнення твердих сплавів з високим вмістом зв'язки та дрібною структурою призводить до підвищення у 1,5 - 2,0 разів - межі міцності за згину, у 1,3 - 1,5 - тріщиностійкості, у 1,5 - 2,0 - межі текучості за умов стиску. Показано, що спікання ультрадисперсних сплавів з високим вмістом зв'язки у рідкій фазі не дозволяє зберегти рівномірність розподілу компонентів, тому що утворюються їх скупчення. З'ясовано, що процеси ущільнення та формування структури змінюються у разі використання як зв'язки суміші порошків кобальту та нікелю та під час утворення кобальту або нікелю з їх оксидів. За результатами апробації нових ультрадисперсних сплавів ВК20, ВК30 і ВК35, ВК40 на операціях вирубки та висадки показано збільшення стійкості більш, ніж у 2 рази у порівнянні зі стандартними сплавами ВК16, ВК20, ВК20К.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості структурного стану ряду алмазних полікристалічних матеріалів. Показано, що напружено-деформований стан композита алмаз-SiC визначається прикладеним тиском і різницею констант пружності його фаз. Він сприяє високим експлуатаційним властивостям матеріалу, оскільки SiC знаходиться в умовах всебічного стиску (~ 2,5 ГПа), а алмаз - в умовах всебічного розтягу (~ 0,5 ГПа). Визначено, що мікронапруження в алмазі можна характеризувати дисперсією псевдомакронапружень, а в SiC рівень мікронапружень визначається, в основному, його субструктурним станом. З використанням ультразвукових методів виміряно значення модуля Юнга в зразках матеріалу. Показано, що урахування структури матеріалу дає змогу підвищити точність прогнозування модуля пружності. Установлено, що закономірності змочування природного алмазу та композита алмаз-SiC металічними розплавами, які складають основу серійних припоїв, є подібними. З'ясовано, що наявність карбіду кремнію в матеріалі викликає незначне погіршання його змочування в порівнянні з монокристалами природного алмазу. Установлено основні закономірності структуроутворення такого матеріалу залежно від часу ізотермічної витримки та структурного стану первинних алмазних порошків.

  Скачати повний текст