СОДЕРЖАНИЕ

Воздействие потоков энергии на материалы

Ф.Ф. Комаров, В.В. Пилько (мл.), В.В. Углов, К.Н. Арюткин, А.И. Купчишин,
А.В. Леонтьев, Д.В. Романовский

Особенности изменения состава и структуры титано-полимерного композитного материала

при облучении протонами и электронами ............................................................................................................................... 5

Исследовано влияние электронного (4 МэВ) и протонного (300 кэВ) облучения на состав и структуру
титано-полимерного композитного материала. Установлено, что облучение приводит к заметному
уменьшению содержания углерода и слабому изменению концентрации кислорода и титана
в поверхностной области материала, а также к изменению параметра решетки зарегистрированных
кристаллических фаз (Ti, TiO₂, MgTi₂O₅).

Ключевые слова: полимер, композиционный материал, облучение электронами, облучение ионами,

элементный состав, структура.

Р.В. Гришаев, Ф.Х. Мирзаде, В.Г. Низьев, В.Я. Панченко, М.Д. Хоменко

Моделирование плавления и кристаллизации

при селективном лазерном спекании с инжекцией металлических порошков ................................................................... 12

Представлена модель процесса селективной лазерной наплавки порошков, учитывающая фазовые

переходы плавление-кристаллизация. На основе численного решения системы уравнений теплопроводности
и уравнения Колмогорова, описывающего нелинейную кинетику фазовых превращений, проведено
трехмерное моделирование и определены зависимости глубины проплавления и высоты наплавленного
слоя от параметров обработки (мощность лазерного излучения, скорость сканирования, скорость
подачи порошка). Показано, что учет кинетики фазовых переходов приводит к несовпадению профилей
распределения температурного поля и объемной доли расплава. Получено хорошее согласие результатов
расчетов с экспериментом.

Ключевые слова: селективное лазерное спекание, кинетика фазового перехода, численное моделирование.

В.А. Федоров, П.М. Кузнецов, А.В. Яковлев

Формирование рельефа на поверхности сплава Fe-Si в зоне воздействия лазерного излучения ...................................... 24

Методами металлографии и растровой электронной микроскопии изучены особенности формирования
волнообразного рельефа в кратерах на облученной и необлученной поверхности пластин из сплава Fe-Si
при импульсном лазерном облучении. Определены количественные характеристики волнообразного рельефа
и влияние органического покрытия на его параметры. Развитие рельефа объясняется термокапиллярной
неустойчивостью ванны расплава, образующейся на поверхности пластины при облучении.

Ключевые слова: лазерное излучение, зона лазерного воздействия, термокапиллярная неустойчивость,
расплав, лазерное легирование.

Плазмохимические способы получения и обработки материалов

Е.Е. Ашкинази, Е.В. Заведеев, А.П. Большаков, В.Г. Ральченко, С.Г. Рыжков,
А.В. Польский, Н.И. Кузнецов, Г.В. Шаронов, В.Н. Ткач, В.И. Конов

Осаждение в СВЧ плазме и механическая обработка моно- и поликристаллических алмазных пленок ........................ 29

Исследовано влияние механической полировки на поверхностный рельеф моно- и поликристаллических
алмазных пленок, осажденных в СВЧ плазме, и синтетических алмазных монокристаллов. Измерены
температура и коэффициент трения алмаза при различных режимах полировки на чугунном диске.
После финишной обработки шероховатость поверхности монокристаллического алмаза составляет
~0,5 нм, а поликристаллического — ~1-8 нм. Из-за разной скорости изнашивания различно ориентированных
кристаллитов в поликристаллическом алмазе, на границе из раздела образуются наноступеньки.

Ключевые слова: ХГФО-алмаз, поликристаллический алмаз, монокристалл синтетического алмаза,

шлифовка, полировка, шероховатость, коэффициент трения.

Н.Н. Черенда, Н.В. Бибик, В.В. Углов, В.М. Асташинский, А.М. Кузьмицкий

Формирование интерметаллидных включений Al-Cr в поверхностном слое эвтектического

силумина при плазменном воздействии .................................................................................................................................. 37

Исследовано влияние воздействия компрессионных плазменных потоков на структурно-фазовый

состав и микротвердость эвтектического силумина с предварительно нанесенным покрытием хрома.

Установлено, что плазменная обработка приводит к формированию модифицированного слоя

толщиной до 25 мкм, содержащего мелкодисперсные включения интерметаллидов на основе Al₇Cr.

Микротвердость этого слоя достигает 3 ГПа.

Ключевые слова: эвтектический силумин, компрессионные плазменные потоки, растровая

электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ.

Функциональные покрытия и обработка поверхности

А.В. Дунаев, С.А. Пивоваренок, С.П. Капинос

Исследование поверхности полупроводников после травления в плазме хлорсодержащих

газов методом атомно-силовой микроскопии ..................................................................................................................... 44

Проведено сравнительное исследование влияния плазмохимического травления в плазме HCl и смеси
HCl+H₂ на топологию поверхности GaAs. Высокая скорость травления в хлоре приводит к
нежелательным эффектам, в то время как плазма хлороводорода и его смеси с водородом позволяет

проводить более равномерное и чистое травление поверхности. Контроль качества травленой

поверхности GaAs осуществлялся с помощью атомно-силового микроскопа.

Ключевые слова: плазмохимическое травление, хлороводород, арсенид галлия, атомно-силовая

микроскопия.

Е.А. Ковалишина, Е.А. Нечаев, А.С. Петров

Химико-механическая полировка подложек автоэпитаксиальных структур арсенида индия ....................................... 47

Разработана технология химико-механической полировки (ХМП) подложек для получения

автоэпитаксиальных структур InAs. Установлено, что применение абразивной ХМП приводит
к появлению дефектов в эпитаксиальном слое вследствие образования и адсорбции на полируемой

поверхности конгломератов частиц абразива. Исследована кинетика реакций при ХМП без

применения абразивных частиц, установлены реакции, лимитирующие скорость полировки
с использованием различных суспензий. Предложены составы для безабразивной ХМП подложек.

Ключевые слова: InAs, химико-механическая полировка, микрорельеф поверхности.

К.С. Филиппов, В.Т. Бурцев, В.В. Сидоров, В.Е. Ригин

Исследование поверхностного натяжения и плотности расплавов никеля, содержащих

примеси серы, фосфора и азота ............................................................................................................................................. 52

Методом большой капли измерены поверхностное натяжение и плотность модельных расплавов

Ni с примесями S, P и N. Установлено, что сера является сильным поверхностно-активным элементом,

а фосфор — слабым. Насыщение газообразным азотом существенно снижает плотность расплава,

но практически не влияет на поверхностную активность. Определен температурный гистерезис

поверхностного натяжения в интервале температур 1450-1680°С.

Ключевые слова: никель, сера, фосфор, азот, плотность расплава, поверхностное натяжение.

Композиционные материалы

А.М. Магеррамов, М.А. Нуриев, Ф.И. Ахмедов, Д.Ф. Рустамова, Х.А. Садыгов

Особенности зарядового состояния композитов полипропилен–оксиды металлов ........................................................ 57

Исследовано электретное состояние и особенности термодеполяризации композитов на основе

полипропилена с наполнителями ВеО и ZrO₂. Показано, что композиции, содержащие 3-5 об.%

наполнителя приобретают стабильное электретное состояние с эффективным значением

U=200-250 В, и s=(5-6)·10^-5 Кл/м². На температурных зависимостях тока деполяризации композитов

обнаруживаются высокотемпературные пики при 430 и 450 K с эффективной глубиной ловушек

1,42 и 1,54 эВ соответственно, локализованных преимущественно на межфазных границах.

Ключевые слова: электрет, композит, полипропилен, термостимулированный ток.

Новые методы обработки и получения материалов
с заданными свойствами

Э.Ф. Штапенко, Е.О. Воронков

Квантово-механический подход к определению модуля Юнга монокристаллов W и Mo ................................................. 61

Предложен квантово-механический подход в рамках теории функционала плотности для расчета

модуля упругости монокристаллов. Модуль упругости определяется как отношение изменения

полной энергии кристаллической решетки и изменения ее объема при деформации кристалла
в определенном кристаллографическом направлении. Рассчитаны значения модулей упругости W
и Mo в [110] и [110] направлениях. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными

данными, полученными при измерении скорости распространения ультразвуковых волн в W и Mo.

Ключевые слова: модуль упругости, квантово-механический подход, полная энергия, теория

функционала плотности, импульсный ультразвуковой метод.

В.А. Зеленский, М.И. Алымов, И.В. Трегубова, А.Б. Анкудинов, И.А. Залетова

Получение нанопорошка серебра с частицами пластинчатой формы .............................................................................. 65

На основе принципов коллоидной химии и порошковой металлургии разработан метод синтеза

нанопорошков серебра с частицами пластинчатой формы. Метод заключается в создании

прекурсоров на основе серебра и их последующем низкотемпературном восстановлении в водородной
атмосфере.

Ключевые слова: наноструктурированные материалы, нанопорошки серебра, синтез прекурсоров,

частицы пластинчатой формы, восстановление в водородо-азотной атмосфере.

О.А. Горбунова, Т.С. Камаева

Физические и химические способы регулирования свойств цементных компаундов

с борсодержащими жидкими радиоактивными отходами ................................................................................................ 69

Рассмотрены способы ускорения схватывания и твердения цементных компаундов
с борсодержащими ЖРО с низкими значениями pH за счет введения химических добавок
или внешнего физического воздействия. Испытаны новые виды сорбционных добавок
кремнезема для фиксации радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr. Изучена возможность регулирования
параметров цементирования компаундов за счет электромагнитной обработки ЖРО
в вихревом слое ферромагнитных частиц. Показано, что вихревая электромагнитная
обработка позволяет повысить значения pH ЖРО за счет диссоциации кислородных
и водородных связей и изменения ионных форм боратов.

Ключевые слова: жидкие радиоактивные отходы, бораты, цементирование, цементный компаунд,

электромагнитная обработка в вихревом слое, ферромагнитные частицы, сорбционные добавки,

кремнезем, фиксация радионуклидов, микроструктура, прочность на сжатие.

Н.Н. Остроухов, А.Ю. Тянгинский, В.В. Слепцов, М.В. Церулев

Электроразрядная технология получения, диагностика гидрозолей металлов

с частицами нанометрового размера и их биологическое применение ............................................................................. 77

Предложен способ получения гидрозоля серебра методом диспергирования в электродуговом

разряде в воде. Экспериментально и модельными расчетами показано, что размер образующихся

наночастиц серебра ~4 нм близок к минимально возможному размеру устойчивого зародыша.
Со временем частицы укрупняются, однако даже после длительного хранения их средний размер
не превышает 0,5 мкм. Получены положительные результаты по использованию гидрозоля серебра

в ветеринарии.

Ключевые слова: дуговой разряд, диспергирование, эрозия поверхности, наночастицы, гидрозоль,

биологическое применение, бактерицидная активность.