Розроблено спосіб зниження шаруватої неоднорідності легуючої домішки телуру в монокристалах InSb, вирощених методом Чохральського. Рішення даної задачі здійснено за допомогою впливу ультразвуку на розплав у процесі витягування монокристала. Частота ультразвуку встановилась від 0,6 до 5,0 МГц. З'ясовано, що ультразвуковий вплив призводить до зниження шаруватості телуру, обумовленої ефектом "грані". Запропоновано механізм впливу ультразвуку на шаруватість у даній області кристала завдяки утворенню стоячої звукової хвилі у розплаві. Дослідження конвекції у модельній рідині показало, що в її обсязі між хвилеводом і диском формується стояча звукова хвиля. Доведено, що частки концентруються у полі стоячої хвилі у площинах, відстань між якими відповідає половині довжини ультразвукової хвилі у воді.

  Скачати повний текст

Змодельовано процеси у рідкій фазі речовини, що супроводжують спрямовану кристалізацію розплавів двокомпонентних систем. Проведено числове моделювання впливу поступальної вібрації на конвекційні процеси у розплавах та розподіл домішки у кристалі. Запропоновано методику, яка дозволяє за рахунок імпульсного нагрівання розплаву поліпшити ступінь очищення речовини, що здійснюється за методом спрямованої кристалізації. Розглянуто задачу про вплив поступальної вібрації вздовж напрямку вирощування кристала на стійкість фронту кристалізації за умов мікрогравітації. Показано, що збільшення швидкості вирощування кристала стабілізує вібраційну нестійкість і дестабілізує морфологічну нестійкість. За цього стійкість фронту кристалізації можлива тільки у вузькому інтервалі значень швидкості вирощування між максимальною критичною швидкістю для вібраційної моди та мінімальною критичною швидкістю для морфологічної моди.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності формування структури в тонких шарах металевих розплавів, що охолоджуються на теплопровідній підкладці або тверднуть після припинення дії лазерного випромінювання. Доведено можливість утворювання первинних структур з наномасштабними розмірами кристалів і визначено термічні режими, що спричиняються до нанокристалізації. Висвітлено критерій схильності матеріалів до аморфізації, який відбиває фізичні передумови некристалічного твердіння розплавів, встановлено його значення для металів і сплавів чотирьох груп з суттєво різною здібністю до склоутворення. Розглянуто удосконалену модель твердіння лазерної ванни за допомогою двох конкуруючих механізмів, проаналізовано вплив природи матеріалу та технологічних чинників на перебіг процесів структуроутворення за умов лазерного швидкого загартування. Одержано експериментальні докази та надано фізичну інтерпретацію ефектів структурної спадковості, а також провідної ролі кристаліації у формуванні підсумкової картини розподілення легувального елементу, які проявляются у технології лазерної хіміко-термічної обробки.

  Скачати повний текст

Подано результати теоретичних досліджень гідродинамічних та теплофізичних процесів в багатофазних середовищах за наповнення і твердення зливків та відливок. Методами математичного моделювання визначено гідродинамічні та температурні поля, динаміку газової та твердої фаз у виливницях та ливарних формах: на початковому етапі їх наповнення, на етапі подальшого наповнення з врахуванням повітря, яке захоплюється струменем розплаву, а також на етапі тверднення розплаву з врахуванням руху дрібнодисперсних кристалів та усадкових явищ.

  Скачати повний текст

Розроблено імітаційну модель процесу формування дендритних структур з мікрокристалів у зливках металевих сплавів, яка на відміну від існуючих моделей враховує форму мікрокристалів. Розроблена імітаційна модель процесу формування мікроструктури металевих сплавів дозволяє прогнозувати вплив зовнішніх технологічних параметрів (вібровплив) на мікроструктурні характеристики металевих сплавів. На основі статистичної перевірки гіпотез фрактальних властивостей показано достовірність результатів прогнозу мікроструктури одержаних внаслідок застосування розробленої імітаційної моделі. Вперше імітаційну модель використали для одержання оптимальних значень частоти зовнішнього вібровпливу, яка формує необхідні характеристики металевих сплавів.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних досліджень і аналізу процесів теплоперенесення та кристалізації у тонких шарах металевих розплавів, що тверднуть на теплопровідній підкладці. На підставі числових розв'язків системи рівнянь теплопровідності та розробленого рівняння кінетики масової кристалізації проведено дослідження термічних режимів загартування з розплаву, схильності металів і сплавів до переохолодження й аморфізації, кінетики росту кристалів на стадії масової кристалізації, а також особливостей формування структури за умов конкуренції декількох поліморфних модифікацій металів. Одержано співвідношення для визначення швидкості охолодження за товщиною шару розплаву. Установлено взаємозв'язок схильності металів до переохолодження та аморфізації. Розраховано ймовірніші розміри кристалів у продуктах загартування з рідкого стану та їх залежності від швидкості охолодження. Показано, що результати модельних розрахунків добре узгоджуються з відповідними експериментальними даними. Запропоновано механізми політипних перетворень, що призводять до формування цих фаз, обгрунтованість яких підтверджено результатами моделювання кінетики кристалізації Nd з участю двох рівноважних і метастабільної модифікацій.

  Скачати повний текст

Досліджено процес формування литих структур металевих сплавів монотектичних систем під дією постійних та змінних електромагнітних полів на розплав. Вивчено закономірності електромагнітних впливів на розміри, кількість та розподіл рідких дисперсних металевих включень, які виникають в області двофазного стану розплаву. Визначено параметри електромагнітних впливів на розплав, які забезпечують формування дрібнодисперсного однорідного емульгованого стану розплаву за температур, близьких до монотектичної. Розглянуто теплофізичні, гідродинамічні та магнітогідродинамічні умови під час заливки та охолодження емульгованого розплаву у ливарних формах, що забезпечують формування у виливках однорідної структури замороженої емульсії. Розроблено енергоощадний технологічний процес отримання виливків з мідних сплавів, зміцнених дисперсними включеннями хромистого чавуну (структура замороженої емульсії) з підвищеними експлуатаційними властивостями.

  Скачати повний текст