Наведено узагальнені рівняння переносу для узгодженого опису електронних кінетичних та атомних дифузійних процесів у системі "метал - адсорбат - газ - вістря". Для цього використано метод нерівноважного статистичного оператора Зубарєва і отримано кінетичне рівняння для одноелектронної матриці густини та пов'язані з ним узагальнені рівняння дифузії для адсорбованих та неадсорбованих атомів газу на поверхні металу. Рівняння переносу проаналізовано для сильно та слабо нерівноважних процесів.

Ключ. слова: поверхностная сегрегация, концентрационный профиль, неразрушающий послойный анализ (НПА), регуляризирующый алгоритм (РА), априорная информация (АИ), ионизационная спектроскопия (ИС)
Індекс рубрикатора НБУВ: В372.5 + В374.7 + К202.5 с3

Рубрики:

Поверхневі явища у твердих тілах

Спектроскопія твердих тіл

Будова поверхні металів і сплавів. Поверхневі явища

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Запропоновано підхід для врахування впливу дискретності іонної підсистеми напівобмеженого металу на характеристики неоднорідного електричного газу, що базується на теорії збурень за псевдопотенціалом електрон-іонної взаємодії. Проведено розрахунок ефективного парного потенціала міжіонної взаємодії та досліджено вплив наявності поверхні металу на нього.

Предложен подход для учета влияния дискретности ионной подсистемы полуограниченного металла на характеристики неоднородного электрического газа, в основу которого положена теория возмущений по псевдопотенциалу электрон-ионного взаимодействия. Проведен расчет эффективного парного потенциала межионного взаимодействия и исследовано влияние наличия поверхности металла на него.

Запропоновано статистичну модель опису процесів дифузії магнітоактивних атомів, адсорбованих на магнітоактивній металічній поверхні, яка враховує магнітну диполь-дипольну взаємодію. Одержано просторово неоднорідну систему рівнянь переносу, що описує дифузійні, магнітострикційні процеси, які мають місце стосовно магнітних диполів, адсорбованих на магнітоактивній поверхні металу.

Предложена статистическая модель описания процессов диффузии магнитоактивных атомов, адсорбированных на магнитоактивной металлической поверхности, которая учитывает магнитное диполь-дипольное взаимодействие. Получена пространственно неоднородная система уравнений переноса, которая описывает диффузионные, магнитострикционные процессы, имеющие место для магнитных диполей, адсорбированных на магнитоактивной поверхности металла.

За допомогою методів локального рентгеноспектрального аналізу, проникної електронної й оптичної мікроскопії, рентгенівської, фотоелектронної й оже-електронної спектроскопії, динамічного проникнення індентора досліджено наноструктурні матеріали, які утворюються в ході структурно-фазових перетворень у поверхневих шарах металів під час тертя в середовищах з активними хімічними елементами та додатковим зовнішнім впливом імпульсами струму. Показано, що наноструктурні шари металу з високими фізико-механічними характеристиками та стійкістю до термічних впливів, які знижують коефіцієнт тертя та ступінь зносу металевих систем, формуються на поверхні тертя лише у разі певного співвідношення хімічних елементів вихідних сплавів і додаткових легуючих елементів. Їх джерелом можуть бути як вихідні сплави, так і робоче середовище, активні хімічні елементи якого здатні інтенсивно насичувати деформовані тертям мікрооб'єми матеріалу поверхні та суттєво впливати на їх властивості та поведінку. Встановлено, що насичення деформованого під час тертя металу активними хімічними елементами мастильних рідин знижує енергію переходу контактуючих мікрооб'ємів матеріалу у квазірідкий структурно-нестійкий стан, у разі якого формуються наноструктурні поверхневі шари. Показано, що завдяки імпульсам струму можливо досягти критичної потужності зовнішнього впливу, за якої має місце якісна зміна стану металу, прилеглого до плям контакту, та утворення наноструктурного шару тертя, електронна й атомна структура якого дозволяють досягти стану аномально низького коефіцієнта тертя.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.271.51 + К202.5

Рубрики:

Термоелектричні явища

Будова поверхні металів і сплавів. Поверхневі явища

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Детально розглянуто динамічні процеси у приповерхневих шарах металів, що піддано дії імпульсного лазерного опромінення, яке не порушує цілісності кристалічної структури. Запропоновано методику розрахунку щільності дислокацій, що генеруються в об'ємі металу за час протікання релаксаційних процесів під час багатократної лазерної дії. Результати обчислень з великою точністю збігаються з даними просвічувальної електронної мікроскопії. З уявлень про взаємодію структурних дефектів в конденсованому середовищі, що динамічно деформується, запропоновано дислокаційно-міжвузловий механізм лазерно-стимульованого масопереносу в реальних кристалах. Добра узгодженість теоретичних та експериментальних результатів підтверджує визначну роль запропонованого механізму в процесі переносу маси за імпульсної лазерної дії на метали. Обгрунтовано припущення про можливість реалізації дислокаційно-міжвузлового механізму масопереносу в металах і для інших видів імпульсних дій.

Розвинуто рентгеноструктурний метод вимірювання залишкових напружень у поверхневих шарах, що характеризуються змінним хімічним складом по глибині шару. Метод грунтується на вимірюванні міжплощинних віддалей для різних дифракційних рефлексів і розділення внеску у цю віддаль від пружних напружень і складу твердого розчину на основі особливостей пружної анізотропії кристалічної гратки металів з кубічною і гексагональною структурами. Ефективність методики продемонстровано на прикладі сталей ЭИ961 і 12X18Н10Т, а також титановому сплаві ПТ7М після іонного азотування і нікелевому жаротривкому сплаві ЭП975ИД після обробки електроерозійним різанням.

Предложена упрощенная технология регистрации и обработки спекл-интерферограмм с фазовым сдвигом, которая не требует калибровки фазосдвигающего устройства и позволяет ограничиться минимальным количеством изображений. Приведены сведения о верификации алгоритмов и полученных по этой технологии результатах экспериментов по исследованию перемещений поверхности металлических образцов.

In paper (Avotina et.al., Phys. Rev. B74, 085411 (2006)) the effect of Fermi surface anisotropy to the conductance of a tunnel point contact, in the vicinity of which a single point-like defect is situated, has been investigated theoretically. The oscillatory dependence of the conductance on the distance between the contact and the defect has been found for a general Fermi surface geometry. In this paper we apply the method developed in (Avotina et. al., Phys. Rev. B74, 085411 (2006)) to the calculation of the conductance of noble metal contacts. An original algorithm, which enables the computation of the conductance for any parametrically given Fermi surface, is proposed. On this basis a pattern of the conductance oscillations, which can be observed by the method of scanning tunneling microscopy, is obtained for different orientations of the surface for the noble metals.

The possibility for the cyclotron resonance to be observed in a metal in a magnetic field inclined to the surface is studied. The surface impedance for a metal in a magnetic field parallel to the surface is calculated for an arbitrary law of reflection of electrons from the surface.

Вивчено фізичний механізм процесів, що відбуваються на поверхні металевих матеріалів під час пружного та пластичного дефомування. На основі аналізу енергетичного рельєфу поверхні вивчено взаємодію між іонною й електронною підсистемами металів (алюмінію, нікелю) і сплавів (жароміцних сталей) у разі впливу постійних, знакозмінних і контактних напружень. Одержано координатні залежності щодо зарядового рельєфу металевої поверхні за умов різноманітного деформування. Базуючись на одержаних експериментальних даних розвинуто теоретичні положення про фізичні закономірності змін у електронній підсистемі металів у процесі деформування. Ці зміни пояснено рухом дислокацій, виходом їх на поверхню та утворенням сходинок, що мають електричний заряд. Запропоновано модель розрахунку роботи виходу електронів (РВЕ) для неідеальної поверхні металів, побудовану на базі уявлень про зв'язок РВЕ з електровід'ємністю атомів, а також з урахуванням утворення на поверхні нанодефектів. Уперше доведено, що спосіб виміру значень РВЕ дає можливість раннього прогнозу зародження мікротріщин втомленості. Із використанням фізичної моделі втомленості здіснено кількісні оцінки зниження РВЕ, густини сходинок та швидкості розмноження дислокацій. Експериментально доведено, що поверхневий зарядовий рельєф чутливий до тертя та процесів контактної взаємодії та може бути використаний як інформативний параметр під час досліджень процесів тертя та зносу. Визначено, що обробка сплавів потужними імпульсами електричного струму здатна суттєво збільшити опір втомленості. Виміряно структурні параметри поверхні після електроімпульсної обробки. На підставі аналізу

Приведены результаты комплексных исследований изменения локального химического состава и структурно-фазовых превращений в зонах контактного взаимодействия сталей при трении в разных средах. Показано, что деформация поверхностных слоев металла при трении на воздухе приводит к насыщению приграничных областей структурных фрагментов преимущественно атомами углерода, которые находятся в октапорах ОЦК-железа. Атомы углерода образуют прочные ковалентные связи с окружающими их атомами металла и снижают подвижность атомов на границах. Это способствует деформационному упрочнению поверхностных слоев трущегося на воздухе металла и препятствует его наслоению на поверхности трения. Установлено, что пластическая деформация поверхностных слоев металла при трении в воде приводит к насыщению приграничных областей структурных фрагментов также атомами кислорода, которые образуют метастабильные атомные кластеры Fe - O - C. Показано, что эти кластеры и атомы металла кристаллической решётки разделяют области с пониженной электронной плотностью, которые являются результатом ограниченного участия валентных электронов в формировании ковалентных связей между атомами металла и атомами кластеров. Показано, что скопление атомных кластеров Fe - O - C на границах структурных фрагментов приводит к их смещению друг относительно друга при малых напряжениях сдвига и способствует переходу металла взаимодействующих микронеровностей в новое структурно-неустойчивое состояние, при котором реализуется его гидродинамическое течение без потери сплошности. Это приводит к формированию на поверхностях трущихся в воде тел износостойких сверхмелкозернистых слоев, благодаря которы

м контактная пара переходит в установившийся режим работы с минимальными износом и коэффициентом трения.

За умов періодичної енергетичної дії на поверхню металу аналітично досліджено нестаціонарне поле температур в металі. На прикладі низьковуглецевої сталі показано утворення в поверхневому шарі металу температурних хвиль. Розраховано параметри хвильового процесу. Результати дослідження можуть бути застосовані для термоциклічної обробки і дифузійного насичення поверхні металів легуючими елементами.

Індекс рубрикатора НБУВ: К202.5

Рубрики:

Будова поверхні металів і сплавів. Поверхневі явища

Шифр НБУВ: Ж69398 Пошук видання у каталогах НБУВ 

На специальной установке по определению поверхностных явлений с помощью метода лежащей капли проведены исследования смачивания алюминием А0, бронзой БрКмц3-1, сталями 100Х15М2Г2Р и 07Х20Н9Г7Т стальной Ст3 и титановой ВТ1-0 подложках с гладкой после прокатки и дробеструенной поверхностью. Установлено, что во всех случаях краевой угол смачивания расплавами подложек меньше на шероховатой поверхности по сравнению с гладкой. На титановой подложке в тех же комбинациях он меньше по сравнению со стальной вследствие большей химической активности титана и образования промежуточных соединений с меньшей вязкостью. Это связано со снижением поверхностной энергии контактной зоны из-за дрейфа атомов внедрения (прежде всего) к поверхности раздела.

Вивчено крайові кути змочування водою, аліфатичними спиртами, монокарбоновими кислотами та деякими інгібіторами поверхні маловуглецевої та нержавіючої сталей, міді, латуні, алюмінієвих і магнієвих сплавів. Показано, що поверхня металів з пасивною плівкою гідрофобніша, ніж мало- та середньовуглецевих сталей і магнію. Плазмоелектролітне оксидування сплавів алюмінію та магнію посилює гідрофільність їх поверхонь. Введення до складу оксидокерамічного покриву хрому сприяє гідрофобізації поверхні. Механо-імпульсне зміцнення сталі, формуючи на поверхні наноструктури, гідрофобізує її та підвищує адсорбцію поверхнево-активних речовин. Попередня пластична деформація 2,5 - 15 % посилює змочування водою поверхні, збільшуючи адсорбцію органічних інгібіторів та дещо знижуючи адсорбцію неорганічних. Експлуатаційна деградація трубної сталі (30 років) зменшує крайові кути змочування, значення яких сумірні з такими ж для пластично деформованої сталі за деформації 2,5 %.

Проаналізовано сучасний стан проблеми управління довговічністю тіл, що знаходяться в умовах експлуатаційних навантажень. Запропоновано варіант варіаційного формулювання задачі технологічного забезпечення параметризації роботи елементів конструкцій.

Індекс рубрикатора НБУВ: К202.5 + К413.3

Рубрики:

Будова поверхні металів і сплавів. Поверхневі явища

Теорія змащування машин і механізмів

Шифр НБУВ: Ж63290 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К202.5 + К207.6

Рубрики:

Будова поверхні металів і сплавів. Поверхневі явища

Вплив електричної та ультразвукової обробки на структуру і властивості металів і сплавів

Шифр НБУВ: Ж23022 Пошук видання у каталогах НБУВ