СОДЕРЖАНИЕ

Воздействие потоков энергии на материалы

А.Ю. Дидык, Р. Вишневский

Синтез новых структур в плотном газообразном дейтерии и насыщенном дейтерием палладии
при ядерных реакциях, индуцированных γ-квантами....................................................................................................................... 5

 

Экспериментально обнаружен эффект изменения химического состава исходно чистого Pd (99,997 %)
и образования нового продукта после облучения Pd мишени, помещенной в заполненную газообразным
дейтерием камеру, g-квантами с энергией 8,8 МэВ. Представлена феноменологическая модель,
объясняющая наблюдаемые эффекты цепными реакциями синтеза легких ядер и деления ядер Pd
на более легкие продукты вследствие фоторасщепления дейтронов на нейтроны и протоны
и протеканием ядерных реакций с “нагревом” и слиянием ядер дейтерия. Подобные реакции в плотном
газообразном дейтерии или дейтеридах металлов могут послужить основой для создания принципиально
нового дейтерированного реактора деления и синтеза.

Ключевые слова: гамма-кванты, плотный газ дейтерия, дейтроны, нейтроны, протоны, реакции синтеза,
реакции деления, цепные реакции нагрева дейтерия, химический состав, электронная микроскопия,
микроэлементный анализ.

 

В.К. Струц, А.П. Рябчиков, А.В. Петров

Абляция материалов при импульсном воздействии мощных ионных пучков................................................................................ 14

 

Исследована абляция пиролитического графита, аустенитной нержавеющей стали и титанового сплава
ВТ-6 при импульсном воздействии мощных ионных пучков с энергией 500 кэВ (плотность энергии
W=15 Дж/см2) и 300 кэВ (W=6 Дж/см2). Изучена структура углеродных покрытий, осажденных на Si
подложку из абляционной плазмы, и влияние ионного облучения на топографию поверхности
и микротвердость стали 316 и сплава ВТ-6.

Ключевые слова: абляционная плазма, мощные ионные пучки, тонкопленочные покрытия,
топография поверхности.

 

Р.Ю. Кармокова, С.Ш. Рехвиашвили, А.М. Кармоков

Влияние акустического воздействия на расплав алюминия........................................................................................................... 20

 

Установлено, что при воздействии акустических колебаний звуковой и ультразвуковой частоты в слое
расплава алюминия толщиной ~20-30 мкм вблизи излучателя образуются кавитационные пузырьки,
эффективно захватывающие растворенные примеси и способствующие шлакообразованию. Показано,
что в этом слое происходит акустически-стимулированное микротечение расплава алюминия. Представлена
модель растворения примеси и шлакообразования при акустическом воздействии на жидкий металл.

Ключевые слова: расплав алюминия, акустическое воздействие, кавитационные пузырьки,

шлакообразование, адсорбция.

 

Воздействие космических условий на материалы

А.М. Борисов, Л.А. Жиляков, К.Е. Кирикова, Л.С. Новиков, В.Н. Черник

Моделирование воздействия факторов космического пространства на композиционные
керамические слои на алюминиевых сплавах..................................................................................................................................... 27

 

Исследовано влияние облучения потока протонов (500 кэВ) и атомарного кислорода (30 эВ) на отражающие
свойства композиционных керамических покрытий, полученных на алюминиевых сплавах методом микродугового
оксидирования (МДО). Установлено, что МДО-покрытия обладают более высокой, чем лакокрасочное эмалевое
покрытие ЭКОМ-1, стойкостью к облучению протонами, а их эрозия при бомбардировке потоком атомарного
кислорода намного меньше, чем углеродных и полимерных материалов.

Ключевые слова: факторы космического пространства, микродуговое оксидирование, терморегулирующие
покрытия, облучение протонами, облучение атомарным кислородом.

 

Плазмохимические способы получения и обработки материалов

Н.В. Гаврилов, А.И. Меньшаков

Низкотемпературное азотирование нержавеющей стали в плазме электронного пучка при 400 °С..................................... 31

 

Изучено влияние тока ионного пучка на толщину упрочненного слоя, формирующегося при низкотемпературном
(400 °С) плазменном азотировании аустенитной нержавеющей стали. Показано, что конкуренция процессов
объемной диффузии азота и ионного распыления поверхности приводит к формированию азотированного слоя
максимальной толщины при некотором оптимальном значении плотности ионного тока. При продолжительности
азотирования 4 ч получены слои толщиной до 8 мкм, микротвердость которых достигает 12 ГПа. Концентрация
азота на глубине 1-2 мкм составляет 25 ат.%, а на поверхности — до 50 ат.%. Рентгенофазовый анализ
подтвердил формирование фаз расширенного аустенита и нитридов железа.

Ключевые слова: плазменное азотирование, электронный пучок, поверхностное упрочнение, диффузия
азота, плазменный катод, самонакаливаемый полый катод.

 

Ю.Ф. Иванов, Ю.Н. Туманов, Н.В. Дедов, О.Л. Хасанов

Структура и фазовый состав наноструктурного порошка на основе диоксида циркония, изготовленного
методами плазмохимического синтеза........................................................................................................................................... 37

 

Исследованы структура и фазовый состав частиц дисперсной композиции ZrO2-5,4 масс.% Y2O3, изготовленной
методами плазмохимического синтеза. Показано, что частицы композиции ZrO2-Y2O3 имеют нанокристаллическое
строение, состоят из кубической и тетрагональной фаз диоксида циркония и имеют форму полой сферы или
осколков, сформировавшихся при разрушении сфер. Выявлена корреляционная зависимость размера сферических
частиц порошка с размерами формирующих их кристаллитов.

Ключевые слова: конструкционная керамика, плазмохимический синтез, оксидная композиция, наночастицы,
диоксид циркония, оксид иттрия, дисперсное сырье, фазовый и элементный состав, дисперсность, морфология,
электронная микроскопия, дифракция, кристаллиты, модификаторы, полиморфизм, кубическая, тетрагональная,
моноклинной модификации.

 

Функциональные покрытия и обработка поверхности

Ю.А. Хохлов, В.А. Богатов, Н.М. Березин

Стабилизация реактивного магнетронного осаждения магнитным полем............................................................................. 46

 

Изучено влияние режимов (напряжение и ток разряда) на стабильность процесса реактивного магнетронного
осаждения тонких пленок In2O3/Sn (ITO) и TiO2 и оптические свойства этих пленок. Предложен метод
стабилизации параметров напыления пленок путем регулируемого изменения магнитного поля над поверхностью
катода.

Ключевые слова: реактивное осаждение, магнетрон, тонкие пленки.

 

Н.Н. Назаренко, А.Г. Князева

Разложение частицы природного фосфата в электрическом поле............................................................................................. 51

 

Представлена модель начальной стадии разложения частицы природного фосфата в электрическом поле
с учетом тепло- и массообмена с окружающей фазой. Оценки полей напряжений, возникающих в частице
вследствие протекания в ней необратимых процессов, показывают, что при удалении от центра знак
внутренних тангенциальных напряжений в частице может меняться, что может быть причиной ее
разрушения.

Ключевые слова: частица, разложение, поля напряжений, электрическое поле.

 

А.Д. Погребняк, В.М. Береснев, М.В. Ильяшенко, А.Ш. Каверина,
И.В. Якущенко, С.В. Плотников

Структура, морфология и физико-механические свойства нано- и микроструктурных покрытий
из Al2O3 и ZrO2..................................................................................................................................................................................... 59

 

Методами АСМ, измерения нанотвердости, модуля упругости, сил когезии и коэффициента трения исследованы
оксидные покрытия из Al2O3 и ZrO2, полученные с помощью магнетронного распыления мишеней из Al и Zr
соответственно. Обнаружено увеличение твердости покрытия из Al2O3, нанесенного на наноструктурную
пленку TiN, по сравнению с покрытием, осажденным на стальную подложку.

Ключевые слова: оксид алюминия, оксид циркония, адгезия, магнетронное распыление, шероховатость, твердость,
коэффициент трения.

 

Композиционные материалы

В.В. Кудинов, И.К. Крылов, Н.В. Корнеева, В.И. Мамонов,
А.Г. Колмаков, М.В. Геров

Сдвиговая прочность композиционного материала, армированного сверхвысокомолекулярными

полиэтиленовыми волокнами............................................................................................................................................................. 66

 

Экспериментально изучено влияние плазменной обработки армирующих волокон из сверхвысокомолекулярного
полиэтилена и их объемной доли на сдвиговую прочность композиционного материала (КМ) с матрицей
из эпоксидной смолы. Показано, что увеличение содержания волокна в композите уменьшает толщину
матричной прослойки между волокнами и снижает сдвиговую прочность КМ. Плазменная активация волокон
повышает их адгезию к матрице и, как следствие, сдвиговую прочность КМ в 2-3 раза.

Ключевые слова: сдвиговая прочность, композиционные материалы, адгезия, сверхвысокомолекулярное
высокопрочное высокомодульное полиэтиленовое волокно, неравновесная низкотемпературная плазма.

 

Н.Г. Касацкий, О.А. Шкода

Влияние механической активации на параметры теплового взрыва при СВС порошковой смеси Ti-Ni.................................. 71

 

Изучено влияние механической активации порошковой смеси Ti-Ni на параметры процесса
самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в режиме теплового взрыва. Показано,

что происходящие в процессе механоактивации изменения структуры, фазового и химического состава
порошковой смеси, обусловленные пластичностью компонентов, приводят к изменениям характеристик
горения и различиям в составе синтезированного продукта.

Ключевые слова: механическая активация, тепловой взрыв, порошковая смесь, синтез, механокомпозит,
титан, никель, структура, температура горения, налипание.

 

Новые методы обработки и получения материалов
                       с заданными свойствами

С.В. Стефановский, А.А. Ширяев, Я.В. Зубавичус, Ю.Я. Пуранс

Локальное окружение ионов стронция в боросиликатных и алюмофосфатных стеклах.......................................................... 76

 

Методом анализа тонкой структуры рентгеновских спектров поглощения определены параметры локального
окружения ионов Sr2+ в боросиликатных стеклах с имитатором высокоактивных отходов. Установлено,
что ионы Sr2+ имеют в основном кислородное окружение с конфигурацией тригональной бипирамиды, среднее
расстояние Sr–O в первой координационной сфере составляет ~2,53-2,54 Å. Вторая координационная сфера
стронция в стеклах выражена слабо, ближайший атом находится на расстоянии 3,55-3,58 Å. В структуре
всех изученных стекол первая координационная сфера стронция расщеплена на две субсферы из-за искажения
координационного полиэдра, а вторая и последующие координационные сферы проявляются при увеличении
концентрации SrO.

Ключевые слова: алюмофосфатные стекла, боросиликатные стекла, рентгеноабсорбционная спектроскопия,
стронций.

 

С.В. Стефановский, Г.А. Малинина, А.А. Ширяев, Я.В. Зубавичус

Локальное окружение ионов самария в остеклованных шлаках..................................................................................................... 83

 

Методом рентгеноабсорбционной спектроскопии изучено валентное состояние и структурное положение
самария в стеклокристаллических материалах, полученных путем сплавления имитатора шлака, образующегося
при сжигании органических радиоактивных отходов, с натрий-дисиликатным и натрий-тетраборатным
флюсами. Показано, что в продуктах, остеклованных с применением флюса, самарий присутствует
в трехвалентном состоянии в виде ионов Sm3+ с координационным числом по кислороду от 6 до ~9. Более высокие
значения координационных чисел характерны для образцов, полученных с использованием флюса, в которых
заметная доля самария входит в кристаллическую фазу типа бритолита.

Ключевые слова: бритолит, дисиликат натрия, тетраборат натрия, железо, остекловывание, радиоактивные
отходы, рентгеноабсорбционная спектроскопия, самарий, шлак.

 

А.Ф. Банишев, А.А. Банишев, А.А. Лотин

Исследование фото- и механолюминесценции мелкодисперсного порошкаSrAl2O4:(Eu2+, Dy3+)
в матрице фотополимера.................................................................................................................................................................. 89

 

Исследована низкотемпературная фотолюминесценция мелкодисперсного порошка SrAl2O4:(Eu2+, Dy3+),
а также фото- и механолюминесценция композитного материала на основе данного порошка
и фотополимеризующейся смолы. Показано, что полученный композитный материал обладает высокой
чувствительностью к механическим воздействиям и может использоваться для создания
механолюминесцентных сенсорных элементов.

Ключевые слова: фотолюминесценция, механолюминесценция, мелкодисперсный порошок SrAl2O4:(Eu2+, Dy3+),
полимер, композитный материал, низкие температуры.

 

В.Г. Щукин, А.П. Алхимов, В.В. Марусин

Синтез алюминидов никеля на стали при высокоэнергетической индукционной обработке.................................................... 93

 

Представлены результаты экспериментального исследования и моделирования синтеза интерметаллидов
при высокоэнергетическом индукционном нагреве покрытия, полученного методом холодного газодинамического
напыления ультрадисперсных порошков Ni и Al на стальную подложку. Показано, что фазовый состав покрытия
меняется при варьировании параметров обработки (удельной мощности индукционного нагрева и скорости
перемещения покрытия под индуктором), определяющих температуру покрытия в зоне энерговыделения.

Ключевые слова: никель, алюминий, интерметаллиды, индукционный нагрев, моделирование, диффузионный рост.