СОДЕРЖАНИЕ № 4-2011 г.

Воздействие потоков энергии на материалы

В. М. Иевлев, С. В. Канныкин, С. Б. Кущев,
А. А. Синельников, С. А. Солдатенко

Синтез пленок рутила, активируемый фотонной обработкой......................................................................................... 5

Методами ПЭМ, РСА, РЭМ, АСМ и эллипсометрии исследованы фазовый состав, субструктура
и морфология поверхности пленок TiO₂, формирующихся в условиях активации процесса роста
импульсной фотонной обработкой на воздухе. Показана возможность полного оксидирования пленки Ti
толщиной ~0,5 мкм с образованием однофазной пленки рутила в течение 1,5 с.

Ключевые слова: оксид титана, рутил, импульсная фотонная обработка, субструктура.

Б. Г. Атабаев, Ш. С. Раджабов, М. К. Курбанов, Р. Джаббарганов

Физическое и химически-стимулированное распыление 3C-SiC при бомбардировке
ионами Ar+ и полиатомными ионами SF₅⁺............................................................................................................................... 10

Методами МСВИ исследованы процессы физического и химически-стимулированного распыления
поверхности полупроводниковой мишени 3C-SiC. Определены зависимости выхода вторичныхчастиц
от температуры мишени и энергии бомбардирующих ионов. Установлено, что выход распыления слабо
зависит от температуры мишени, а при энергии менее ~1 кэВ химически активнаякомпонента SF₅⁺ иона
играет основную роль при распылении поверхности.

Ключевые слова: распыления, поверхность, ионная бомбардировка.

A. Я. Лейви, К. A. Талала, А. П. Яловец

Диффузионный массоперенос в многослойной мишени при воздействии
интенсивных потоков энергии..................................................................................................................................................... 13

В рамках одномерной модели проведены расчеты диффузионного массопереноса в многослойных мишенях
в условиях облучения мощным электронным пучком или потоком плазмы с учетом процессов плавления и
испарения материала мишени.

Ключевые слова: диффузия, массоперенос, покрытие, облучение электронным пучком, обработка плазмой,
модификация поверхности.

Воздействие космических условий на материалы

Н. П. Чирская, Е. Н. Воронина, В. Н. Милеев, Л. С. Новиков, В. В. Синолиц

Полимерные композиты для создания высокоэффективных систем
радиационной защиты космических аппаратов.................................................................................................................... 20

Рассмотрены возможности применения полимерных нанокомпозитов в системах радиационной защиты
космических аппаратов. Результаты математического моделирования свидетельствует о перспективности
использования полимерных композитов для радиационной защиты. Показаны преимущества полимерных
композитов перед традиционно используемыми в космической технике алюминиевыми сплавами. Обсуждены
способы повышения растворимости наночастиц в полимерной матрице.

Ключевые слова: полимерные композиты, моделирование структуры, космическая радиация,
радиационная защита.

М. М. Михайлов

Светимость космических аппаратов. Спектральная и интегральная
энергетическая светимость материалов внешних поверхностей.................................................................................... 25

Исследована спектральная и интегральная энергетическая светимость при разных температурах
материалов внешних поверхностей космических аппаратов — солнечных батарей, экранно-вакуумной
теплоизоляции, стеклотканей и терморегулирующих покрытий.

Ключевые слова: космические аппараты, внешняя поверхность, катодолюминесценция, квантовый выход,
терморегулирующие покрытия, солнечные батареи, экранно-вакуумная теплоизоляция,
антенно-фидерные устройства.

Плазмохимические способы получения и обработки материалов

Н. Н. Черенда, В. В. Углов, В. М. Асташинский, А. М. Кузьмицкий,
Г. Е. Ремнев

Очистка поверхности стали компрессионными плазменными потоками...................................................................... 30

Представлены результаты исследований структуры и фазового состава конструкционной углеродистой
стали 3 с поверхностным оксидным слоем толщиной 55 мкм, подвергнутой воздействию компрессионных
плазменных потоков, генерируемых газоразрядным магнито-плазменным компрессором компактной
геометрии. Показано, что варьирование технологических параметров плазменного ускорителя позволяет
регулировать скорость удаления оксидного слоя с поверхности стали и предоставляет возможность
дополнительной модификации поверхностного слоя стали.

Ключевые слова: компрессионные плазменные потоки, углеродистая сталь, очистка поверхности,
оксиды железа.

Функциональные покрытия и обработка поверхности

Л. Л. Мейснер, А. И. Лотков, В. П. Ротштейн, Ю. П. Миронов,
С. Н. Мейснер, А. А. Нейман

Формирование легированных слоев с нано- и субмикрокристаллической
структурой на поверхности никелида титана при облучении
импульсными электронными пучкам........................................................................................................................................... 36

Исследовано влияние импульсного воздействия низкоэнергетического сильноточного электронногопучка
на поверхностные слои никелида титана с многослойным покрытием из Ti и Zr. Методами РСА и ОЭС
показано, что после однократного воздействия происходит оплавление покрытия и формирование
композиционного поверхностного слоя, содержащего фазы на основе элементов покрытия. После
пятикратного воздействия образуется тонкий субмикрокристаллический слой, под которым
располагается слой, состоящий из легированной цирконием трехкомпонентной фазы со структурой В2
на основе TiNi и мартенситной фазы со структурой В19′. Проанализировано распределение
микродеформации решетки фазы В2 по глубине.

Ключевые слова: никелид титана, многослойные металлические покрытия, магнетронное осаждение,
импульсные низкоэнергетические сильноточные электронные пучки, кристаллическая структура,
микродеформация.

В. Е. Овчаренко, Ю. Ф. Иванов, Ю. А. Колубаева, Е. Н. Боянгин,
А. Д. Тересов, О. В. Лапшин

Электронно-пучковая модификация структуры поверхностного
слоя интерметаллического соединения Ni₃Al.......................................................................................................................... 44

На основании количественных расчетов температурных полей в интерметаллическом соединении Ni₃Al
при импульсной электронно-пучковой обработке определены параметры облучения, обеспечивающие
нагрев поверхностного слоя на глубину до 50 мкм до температур, превышающих температуру плавления.
Показано, что при определенных режимах импульсного электронного облучения в условиях направленной
кристаллизации происходит формирование субмикро- и нанокристаллической структуры поверхностного
слоя. Продемонстрирована возможность контролируемого изменения фазового состава поверхностного
слоя интерметаллида методом электронно-пучковой обработки.

Ключевые слова: электронно-пучковая обработка, интерметаллид, субструктура.

Соединение материалов

Ю. В. Быков, С. В. Егоров, А. Г. Еремеев, И. В. Плотников,
К. И. Рыбаков, В. Е. Семенов, А. А. Сорокин, В. В. Холопцев

Создание металлокерамических функционально-градиентных материалов
спеканием при микроволновом нагреве..................................................................................................................................... 52

Представлена модель спекания многослойных градиентных металлокерамических структур при
микроволновом нагреве. На основе данных по кинетике спекания чистых материалов проведены численные
расчеты уплотнения многослойных композиций при микроволновом нагреве. Экспериментально определены
условия компактирования многослойных порошковых композиций и режимы микроволнового нагрева,
обеспечивающие получение многослойных металлокерамических структур Al₂O₃-Ni, Al₂O₃-NiAl и ZrO₂-Mo
со ступенчато изменяющимся композиционным составом.

Ключевые слова: спекание при микроволновом нагреве, металлокерамические композиционные материалы,
функционально-градиентные материалы.

В. Ф. Бойко, А. Д. Верхотуров, К. А. Капустина

Оценка поверхностной энергии порошка карбида бора методом измельчения порошков........................................ 62

Предложен метод оценки коэффициента поверхностного натяжения s твердых тел по данным
гранулометрического анализа порошков при измельчении в планетарной мельнице. На основании
результатов сравнительного исследования измельченных порошков Fe и B₄C определено
значение s_B4C=1,77 Н/м.

Ключевые слова: поверхностное натяжение, гранулометрический анализ, карбид бора, планетарная
мельница, лазерный микроанализатор, удельная поверхность.

Новые методы обработки и получения материалов
с заданными свойствами

А. В. Макунин, К. Е. Бачурин, Е. А. Воробьева, А. А. Сердюков,
М. А. Тимофеев, Н. Г. Чеченин

Морфологические различия строения углеродных наноструктур, синтезированных
различными методами.................................................................................................................................................................... 66

Методом сканирующей электронной микроскопии исследованы углеродные наноструктуры, полученные
методами плазменно-дугового и пиролитического газофазного осаждения. Подтверждена качественная
зависимость морфологии строения углеродных наноструктур от физических факторов, обусловленных
особенностями технологии синтеза.

Ключевые слова: углерод, наноструктуры, аллотропия, нанотрубки, графит, дуговой разряд, пиролиз,
осаждение, катализатор, поверхность.

С. Н. Анучкин, И. А. Гвоздков, А. В. Самохин, Г. В. Серов,
В. Т. Бурцев

Свойства композиционного наноматериала Al2O3/Ni, полученного методом механохими..................................... 71

Исследовано влияние режимов механоактивации (газовая среда, время, интенсивность) смеси порошка Ni
и нанопорошка Al₂O₃ в планетарной мельнице на структуру, фазовый состав и удельную поверхность
синтезируемого композиционного материала, предназначенного для ввода в жидкий металл. Показано,
что смачиваемость прессованного композиционного материала модельным расплавом Ni-S увеличивается
с увеличением температуры и времени механоактивации.

Ключевые слова: механохимия, наночастицы, Al₂O₃, Ni, смачиваемость.

Л. Л. Рохлин, Н. Р. Бочвар, И. Е. Тарытина

Рекристаллизация и распад твердого раствора сплавов Al-Sc-Zr с выделением
наночастиц вторых фаз................................................................................................................................................................. 79

Металлографическими методами исследована рекристаллизация холоднодеформированных алюминиевых
сплавов, содержащих от 0,1 до 0,3 масс.% Sc и Zr, в процессе отжига при температурах от 100 до 630°С.
Показано, что добавка Zr повышает температуру рекристаллизации сплавов Al-(0,1-0,2) Sc.

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, рекристаллизация, микроструктура, твердость.

А. В. Панин, О. Б. Перевалова, Е. А. Синякова, Ю. И. Почивалов,
М. В. Леонтьева-Смирнова, В. М. Чернов

Влияние ультразвуковой обработки на эволюцию микроструктуры ферритно-
мартенситной стали в процессе механического нагружения. I. Зона однородной деформации............................. 83

Методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа исследована
эволюция микроструктуры ферритно-мартенситной стали ЭК-181 (Fe-12Cr-2W-V-Ta-B) в процессе
одноосного растяжения при комнатной температуре после закалки и старения, а также промежуточной
ультразвуковой обработки. Показано, что при механическом нагружении в стали происходит образование
изотропных дислокационных фрагментов в рейках пакетного мартенсита и анизотропных ферритных зерен
с мигрирующими границами. При пластической деформации образцов, подвергнутых промежуточной
ультразвуковой обработке, происходит превращение нанокристаллической структуры a-фазы и структуры
пакетного мартенсита в ферритную структуру с размером зерен до 1 мкм.

Ключевые слова: ферритно-мартенситная 12%Cr сталь, структура, фазовый состав,
ультразвуковая обработка, деформация.

И. М. Неклюдов, В. Н. Воеводин, Б. В. Борц, В. В. Левенец,
А. Ф. Ванжа, А. П. Омельник, А. А. Щур

Исследование распределения элементов в экспериментальных слитках ДУО-стали
методом индуцированной протонами рентгеновской спектроскопии........................................................................... 92

Предложена методика контроля распределения легирующих элементов по объему слитка ДУО-стали
по индуцированным протонами спектрам характеристического рентгеновского излучения. Возможности
метода продемонстрированы на примере исследования полученной методом вакуумно-дугового переплава
ДУО-стали, легированной диоксидом циркония, стабилизированным оксидом иттрия.

Ключевые слова: ДУО-сталь, ядерно-физические методы анализа, характеристическое рентгеновское
излучение, протонный пучок.

О. А. Горбунова

Влияние микробиологической деструкции цементной матрицы на безопасность
длительного хранения кондиционированных радиоактивных отходов........................................................................... 98

Представлены результаты многолетнего эксперимента по влиянию микробиологической деструкции
цементной матрицы на безопасность длительного хранения радиоактивных отходов в приповерхностных
хранилищах. Показано, что компоненты отходов выступают питательной средой для развития
микроорганизмов, выделяющих кислоты и газы, разрушающие микроструктуру цементной матрицы.
Определены биоцидные добавки, предотвращающие биодеструкцию и улучшающие параметры
цементирования радиоактивных отходов и свойства конечных компаундов при длительном хранении.

Ключевые слова: радиоактивные отходы, цементирование, микробиологическая деструкция,
биоцидные добавки, полигексаметиленгуанидин, цементный компаунд, микроструктура, прочность на сжатие.