СОДЕРЖАНИЕ

Воздействие потоков энергии на материалы

Ю.А. Кашлев

Статистическая теория диффузии атомов водорода в металлах с плотноупакованной
решеткой, учитывающая ангармонизм 4 порядка................................................................................................................. 5

С использованием данных о квантовых состояниях и механизмах взаимодействия примесного
атома водорода с металлами, исследованы надбарьерные скачки водорода при высоких температурах.
Показано, что ангармонизм колебаний атома водорода оказывает влияние на релаксационные процессы
за счет интерференции с рассеянием атомов на фононах.

Ключевые слова: диффузия, атом водорода, плотноупакованная решетка, металл, рельеф
потенциала, надбарьерный скачок.

 

Ф.И. Ахмедов, С.М. Эюбова, А.Д. Кулиев

Влияние g-облучения на диэлектрические свойства композитов на основе полипропилена и оксида циркония............. 14

Изучено влияние содержания наполнителя ZrO2 на изменение диэлектрических свойств композитов
полипропилена при g-облучении. Установлено, что электрофизические свойства композитов зависят
как от дозы облучения, так и от содержания наполнителя. Данные ИК-спектроскопии показывают, что
 g-облучение приводит к образованию дефектов в виде карбонильных групп.

Ключевые слова: диэлектрик, композит, полипропилен, g-кванты, радиационное модифицирование,
оксид циркония, полиолефины, наполнитель.

 

А.Е. Лигачев, Ю.Р. Колобов, М.В. Жидков, Е.В. Голосов, Г.В. Потемкин, Г.Е. Ремнев

Влияние импульсных ионных пучков на изменение субмикрокристаллической структуры
приповерхностных слоев аустенитной стали........................................................................................................................ 19

Исследована топография поверхности и структура приповерхностных слоев субмикрокристаллической
аустенитной стали 12Х18Н10Т после импульсного облучения ионами С+ и Н+. Показано, что воздействие
ионного пучка приводит к модифицированию структуры приповерхностных слоев стали и формированию
близкой к равноосной ультрамелкозернистой структуры с высокой долей большеугловых границ зерен.

Ключевые слова: ионное облучение, мощные импульсные ионные пучки.

 

В.Л. Воробьев, П.В. Быков, В.Я. Баянкин, С.Г. Быстров, В.Е. Порсев, О.А. Буреев, А.А. Шушков, А.В. Вахрушев

Изменение состава и твердости приповерхностных слоев углеродистой стали с увеличением
ускоряющего напряжения при импульсном облучении ионами Cr+ .................................................................................... 26

Исследовано влияние ускоряющего напряжения (20, 30, 40 кВ) при импульсном облучении ионами
Cr+ на состав и твердость приповерхностных слоев, а также морфологию поверхности углеродистой
стали Ст3. Установлено, что с увеличением ускоряющего напряжения максимальная концентрация
внедренного хрома уменьшается от 22 до 13 ат.%. В приповерхностных слоях ионно-легированной
стали обнаружено формирование оксидов Cr2O3, CrO2, CrO3, FeO и Fe2O3. Твердость поверхностного
слоя глубиной 250 нм после облучения ионами при ускоряющем напряжении 20 кВ возрастает на 20%.

Ключевые слова: ионная имплантация, химический состав, твердость.

 

М.М. Никитин

Магнетронное распыление импульсами постоянного тока................................................................................................ 32

Обзор современных методов магнетронного распыления импульсами постоянного тока, плотность
мощности в которых на два порядка выше, чем в непрерывном магнетронном разряде. Преимуществом
такого способа является возможность инициирования высокоионизованных потоков, обеспечивающих
реализацию ионно-активированного режима осаждения покрытий. Варьируя пиковую мощность,
продолжительность и частоту следования импульсов, можно получать потоки осаждаемых атомов,
близкие по энергетическим параметрам к потокам, формируемым при использовании дуговых
испарителей. Модулирование одиночных импульсов стабилизирует процессы формирования и
развития сильноточных разрядов. Недостаточно высокую скорость осаждения покрытий можно
увеличить путем изменения конфигурации магнитного поля магнетрона. Применение импульсного
режима при реактивном напылении в разрядах постоянного тока решает проблему дугообразования
и, таким образом, повышает качество осажденных покрытий.

Ключевые слова: магнетронное распыление импульсами высокой мощности (HiPIMS/HPPMS),
ионно-активированное осаждение, частота следования импульсов, продолжительность импульса,
коэффициент заполнения, скорость осаждения, магнетронное распыление модулированными
импульсами высокой мощности (MPPMS), реактивное импульсное магнетронное распыление.

 

Н.Г. Джумамухамбетов, А.С. Даутова

Природа флуктуации краев зон полупроводников AIIIBV под действием лазерной модификации..................................... 45

Показано, что флуктуация краев зон, наблюдаемая по спектрам фотолюминесценции и поглощения
в модифицированных лазерным излучением полупроводниках, обусловлена суперпозицией флуктуаций
электростатического и деформационного характера.

Ключевые слова: полупроводник, лазерное облучение, энергетические зоны, рекомбинация и генерация
носителей, распределение примесей, дефекты, флуктуация краев зон.

 

Плазмохимические способы получения и обработки материалов

А.А. Николаев, Д.Е. Кирпичёв, А.В. Николаев, Ю.В. Цветков

Термодинамический анализ извлечения ниобия и редкоземельных металлов из лопаритового
концентрата при плазменно-дуговом нагреве....................................................................................................................... 49

Выполнен термодинамический анализ высокотемпературной (до 4000 K) переработки лопаритового
концентрата с целью разделения входящих в него редкоземельных и тугоплавких металлов. Приведены
расчетные данные по селективному испарению элементов при нагреве как чистого концентрата, так
и смеси концентрата с углеродом. Показана возможность разделения редкоземельных и тугоплавких
металлов при восстановлении концентрата. Рассмотрена схема производства феррониобия из лопаритового
концентрата с оценкой энерго-материальных и экономических показателей процесса.

Ключевые слова: лопарит, плазма, термодинамика, ниобий, редкоземельные металлы.

 

А.В. Дунаев, Д.А. Алякин

Кинетика и механизмы взаимодействия плазмы HCl/Ar (Cl2, H2) с поверхностью GaAs................................................ 56

Исследованы кинетика и механизмы плазмохимического травления GaAs в смесях HCl-Ar, HCl-Cl2 и
HCl-H2 в тлеющем разряде постоянного тока. Показано, что скорость травления арсенида галлия при
разбавлении хлористого водорода аргоном и водородом уменьшается быстрее, чем снижается концентрация
химически активных частиц. При увеличении содержания хлора в смеси HCl/Cl2 скорость травления возрастает
до максимального значения при ~70% Cl2, после чего снижается. Энергия активации травления во всех газовых
смесях близка к значениям, характерным для реакций, лимитируемых процессами поверхностной адсорбции-
десорбции. Травление в смесях с водородом обеспечивает хорошее качество поверхности, но скорость процесса
очень мала, высокая скорость травления достигается в смесях с хлором, однако шероховатость поверхности
превышает допустимую. Оптимальное сочетание качества поверхности и скорости процесса обеспечивает
травление в смеси HCl/Ar.

Ключевые слова: кинетика реакции, плазмохимическое травление, плазма, хлороводород, арсенид галлия.

 

Е.В. Картаев, В.П. Лукашов, С.П. Ващенко, С.М. Аульченко, О.Б. Ковалев, Д.В. Сергачев

Плазмохимический синтез тонкодисперсного порошка диоксида титана хлоридным методом.................................. 62

Методом газофазного синтеза в плазмохимическом реакторе проточного типа из паров тетрахлорида
титана TiCl4 получены субмикронные и наноразмерные частицы диоксида титана. Исследовано влияние
параметров синтеза на формирование агломератов частиц и определены режимы получения частиц с
заданной дисперсностью и кристаллической структурой анатаза или рутила. Получено удовлетворительное
согласие данных экспериментов с результатами численного моделирования.

Ключевые слова: плазмохимический синтез, хлоридный метод, тонкодисперсный порошок диоксида
титана, управление процессом, фазовый состав.

 

Функциональные покрытия и обработка поверхности

Д.А. Романов, О.В. Олесюк, Е.А. Будовских, В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов, А.Д. Тересов

Структура электровзрывных композиционных покрытий системы TiB2-Cu
после электронно-пучковой обработки.................................................................................................................................. 73

Изучено влияние импульсной электронно-пучковой обработки с оплавлением поверхности
(40-60 Дж/см2, 150-200 мкс, 10-30 имп.) на элементный и фазовый состав и дефекты структуры
электровзрывных композиционных покрытий системы TiB2-Cu толщиной 250-300 мкм, нанесенных
на поверхность электротехнической меди. Показано, что электронно-пучковая обработка позволяет
формировать беспористые зеркальные поверхностные слои толщиной 30-50 мкм, обладающие
композиционной наполненной структурой на основе диборида титана и меди. Размер частиц диборида
титана в переплавленном слое уменьшается в 2,0-2,5 раза по сравнению с их размерами после
электровзрывного напыления и изменяются от 0,5 до 2,0 мкм.

Ключевые слова: электровзрывное напыление, электронно-пучковая обработка, диборид титана,
медь, структура.

 

В.Д. Власенко, Ю.И. Мулин

Формирование износо- и жаростойких покрытий на поверхностях титановых
сплавов методом электроискрового легирования ................................................................................................................ 79

Исследован процесс формирования и свойства износо- и жаростойких покрытий из новых электродных
материалов на поверхности титановых сплавов. Определены технологические параметры, влияющие на
свойства покрытий, и эффективность формирования высокопрочных двухслойных градиентных покрытий.

Ключевые слова: электроискровое легирование, титановые сплавы, износо- и жаростойкость,
технологический параметр.

 

В.В. Гиржон, В.Н. Ковалева

Структура поверхностных слоев силумина после импульсного лазерного легирования кобальтом и никелем.............. 85

Методами рентгеновского фазового и металлографического анализов исследовано структурное состояние
поверхностных слоев сплава АК9 после импульсного лазерного легирования порошками кобальта и никеля.
Показано, что высокая степень диспергирования структурных составляющих, а также формирование
высокопрочных интерметаллидных фаз, включая квазикристаллическую декагональную фазу, в зоне
легирования приводит к повышению микротвердости сплава в 3-4 раза.

Ключевые слова: квазикристаллическая декагональная фаза, лазерное легирование, интерметаллидные
фазы, закалка из жидкого состояния, микроструктура.

 

Композиционные материалы

В.И. Павленко, Л.Н. Наумова, О.Д. Едаменко, А.В. Носков, И.В. Соколенко

Модифицированный нанотрубчатый хризотил для получения композиционного
радиационно-защитного материала...................................................................................................................................... 91

Исследовано заполнение гидросиликатных нанотрубок соединениями тяжелых металлов при их
взаимодействии с растворами солей тяжелых металлов при температурах до 100°С. Разработана
методика осаждения PbWO4 в структуре нанотубулярного хризотила и на его поверхности, получен
материал на основе хризотил-асбеста, содержащего до 30 масс.% PbWO4, обладающий повышенными
радиационно-защитными свойствами.

Ключевые слова: радиационная защита, композиционный материал, гидросиликатные нанотрубки,
заполнение, тяжелые металлы, вольфрамат свинца.

Новые методы обработки и получения материалов
                                  с заданными свойствами

А.В. Шокодько, К.Б. Кузнецов, К.А. Шашкеев, С.В. Шевцов, А.И. Огарков,
И.А. Ковалев, А.В. Костюченко, Н.А. Овсянников, Г.П. Кочанов, А.И. Ситников,
Г.Ю. Юрков, А.С. Чернявский, К.А. Солнцев

Лабораторная установка для синтеза керамики и металлокерамических композитов методом
резистивного нагрева............................................................................................................................................................... 97

Показаны возможности модернизированной установки для синтеза керамики в процессе окисления
и нитридизации. Усовершенствование блоков подачи рабочих газов и управления резистивным
нагревом с учетом изменений фазового состава образцов позволило повысить точность дозирования
газовых прекурсоров и улучшить воспроизводимость фазового состава и структуры керамических и
металлокерамических образцов.

Ключевые слова: керамика, компактные нитриды, окислительное конструирование, резистивный
нагрев, подача газов, логический контроллер.