СОДЕРЖАНИЕ
Воздействие потоков энергии на
материалы
А.В. Яровчук, О.П. Максимкин,
Л.Г. Турубарова
Коррозионная стойкость чехлов отработавших
тепловыделяющих сборок ядерного реактора БН-350....................... 5
Исследована коррозионная повреждаемость поверхности
чехлов тепловыделяющих
сборок ядерного реактора на быстрых нейтронах БН-350
после эксплуатации и
длительного (~8 лет) хранения в водном бассейне.
Установлено, что после облучения
высокими дозами нейтронов на поверхности чехлов из сталей
12Х18Н10Т и 08Х16Н11М3
имеются дефекты в виде питтингов,
каверн и межкристаллитных трещин. Установлено,
что повышенная склонность аустенитных
сталей к коррозии связана с нестабильностью
аустенитной фазы.
Изучение коррозионной стойкости сталей после облучения в
исследовательском реакторе ВВР-К показали, что основными
факторами, влияющими на
коррозионную стойкость сталей, являются величина
повреждающей дозы, температура
облучения, а также склонность к радиационному старению и
мартенситному g→a′
превращению. Появление a￠-мартенсита
снижает коррозионную стойкость стали
12Х18Н10Т и способствует развитию межкристаллитных
коррозионных каналов.
Ключевые слова: реакторные стали, нейтронное облучение, коррозия.
Воздействие космических условий на
материалы. Космическая технология
Р.Х. Хасаншин, Л.С. Новиков
Радиационно-стимулированные изменения поверхности стекла
с технологическими дефектами................................14
Исследовано влияние технологических дефектов и
неоднородностей на поверхности стекла
на радиационно-стимулированные изменения ее структуры при
облучении электронами
(Ee=40 кэВ) и протонами (Ep=20 кэВ). Анализ структуры поверхностности стеклянных
пластин до и после облучения проводился методами
атомно-силовой микроскопии.
Показано, что при электронном облучении наличие дефектов
поверхности способствует
более интенсивному развитию электростатических разрядов,
сопровождающихся
изменениями ее структуры. Протонное облучение приводит к
появлению в окрестности
дефектов структур, связанных с радиационно-стимулированным
переносом материала в
поле возникающих механических напряжений.
Ключевые слова: электронное и протонное облучение, стекло К-208, защитное
покрытие
солнечных батарей;
электростатические разряды, структура поверхности.
Плазмохимические способы получения и
обработки материалов
Е.А. Богослов, М.П. Данилаев,
Ю.Е. Польский, И.Р. Вахито, А.И. Гумаров,
И.В. Янилкин, Л.Р. Тагиров
Морфология полимерных пленочных покрытий, полученных в
плазме барьерного газового разряда
атмосферного давления...........................................................................................................................................................
23
Изучено влияние типа мономера, его концентрации и
параметров газового разряда
на морфологию полимерных пленочных покрытий, формируемых
в плазме.
Экспериментально определена зависимость динамики роста
полимерных пленок от типа
мономера и установлено, что наибольшая скорость роста
достигается для мономеров,
молекулы которых не
содержат атомов кислорода. С повышением концентрации мономера
в плазмохимическом реакторе увеличивается минимальная
толщина пленки сплошного
полимерного покрытия. Показано, что скорость роста пленок
метилметакрилата, стирола
и акрилонитрила пропорциональна
плотности тока разряда.
Ключевые слова: полимерные пленки, плазма барьерного разряда.
А.С. Тюфтяев, В.Б. Мордынский, М.В. Ильичев, П.А. Коновалов
Экспериментальные исследования устройства для плазменной
поверхностной обработки материалов....................29
Методом калориметрирования
получены распределения удельных тепловых потоков на
поверхности образца вдоль и поперек плоской плазменной
струи с различной шириной
коллектора преобразователя потока. Определена
эффективность нагрева для плазменного
поверхностного упрочнения изделий в зависимости от формы
и геометрических размеров
элементов устройства.
Ключевые слова: пара трения, плазма, плазмотрон, преобразователь потока, плазменное
упрочнение, колесная сталь.
Функциональные покрытия и обработка поверхности
В.М. Береснев, О.В. Соболь,
А.Д. Погребняк, С.В. Литовченко, С.А. Клименко, В.А. Столбовой,
П.А. Сребнюк, А.С. Манохин, М.Г. Ковалёва, В.Ю. Новиков, А.А. Мейлехов, У.С. Немченко,
А.Е. Бармин, П.В. Турбин
Структура и механические свойства вакуумно-дуговых
покрытий системы TiAlSiY, осажденных
в азотной
атмосфере...............................................................................................................................................................
34
С использованием комплекса взаимодополняющих методик
исследовано влияние
отрицательного потенциала смещения, подаваемого на
подложку, на элементный состав,
структурное состояние и механические свойства
вакуумно-дуговых нитридных покрытий
системы TiAlSiY. Установлено, что подача высоких (до –500 В) потенциалов
смещения
приводит к селективному распылению материала мишени,
высокой микродеформации
покрытия, малому размеру кристаллитов и их
преимущественной ориентации вдоль оси
[110]. Образующиеся покрытия имеют невысокую твердость H=6,95 ГПа и склонность
к интенсивному износу при скретч-тестах
и трибологических испытаниях. При
величине потенциала смещения около –200
В реализуются условия для формирования
кристаллитов стехиометрического состава размером ~140 нм
и преимущественной
ориентацией [111], перпендикулярной поверхности роста,
при этом формируются
сверхтвердые покрытия с H=49,5 ГПа, обладающие высокой стойкостью к истиранию
при трибологических испытаниях.
Обсуждены механизмы формирования структуры,
определяющие механические характеристики многоэлементных
покрытий.
Ключевые слова: вакуумно-дуговое осаждение, износ, коэффициент трения,
поверхность,
структурная инженерия, твердый
раствор.
Г. Абади, А.Ю. Данилюк, И.А. Солодухин, В.В. Углов, С.В. Злоцкий
Термическая стабильность пленок TiZrAlN и TiZrSiN, сформированных реактивным
магнетронным
распылением...................................................................................................................................................44
Пленки TiZrAlN и TiZrSiN с соотношением Ti:Zr, равным 1:1, и различным содержанием
Al (или Si) были сформированы реактивным
магнетронным распылением мишеней
Ti, Zr, Al (или Si) в плазме Ar+N2. Элементный состав пленок определялся методами
рентгеноспектрального микроанализа и резерфордовского
обратного рассеяния,
структурно-фазовое состояние пленок анализировалось
методом рентгеновской
дифрактометрии. Установлено, что основу пленок (Ti,Zr)1–xAlxN (0,06≤х≤0,65) составляет
твердый раствор замещения c-(Ti,Zr,Al)N. Для пленок
(Ti,Zr)1–xSixN (0,13≤х≤0,41)
характерна двухфазная нанокомпозитная
структура на основе твердого раствора
с-(Ti,Zr)N и аморфной зернограничной фазы
a-SiNy. Появление дополнительной фазы
a-SiNy способствует аморфизации
пленок. Отжиг пленок (Ti,Zr)1–xAlxN и (Ti,Zr)1–xSixN в
вакууме при температурах
до 1000°C не приводит к распаду составляющих их твердых
растворов. Причиной термической стабильности пленок может
являться как достаточно
высокая температура осаждения (600°С), так и
стехиометрическое содержание азота,
достигнутое при их
получении. Тем не менее, в результате отжига пленок (Ti,Zr)1–xAlxN
наблюдается обеднение зерен твердого раствора с-(Ti,Zr,Al)N атомами Al, что может
быть связано с ростом на границах зерен аморфной фазы на
основе нитрида алюминия.
Ключевые слова: нитриды переходных металлов, магнетронное распыление, TiZrAlN,
TiZrSiN, фазообразование, термическая стабильность.
С.В. Коновалов, В.Е. Кормышев, В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов, Е.В. Капралов
Градиентная структура, формирующаяся в стали Hardox 450 с наплавленным
слоем.................................................. 56
Исследованы фазовый
состав и дефектная субструктура модифицированного
слоя,
наплавленного на сталь Hardox 450 проволокой, содержащей C, Mn, Si, Cr, Nb, W, Fe.
Установлено, что при наплавке формируется высокопрочный
поверхностный слой,
обладающий повышенной микротвердостью.
Методами просвечивающей электронной
микроскопии показано, что упрочнение поверхностного слоя
вызвано формированием
многофазной субмикро- и наноразмерной структуры с
включениями частиц карбида
ниобия субмикронного размера.
Ключевые слова: сталь Hardox 450, наплавка,
дефектная субструктура, фазовый состав,
микротвердость.
Композиционные материалы
Л.К. Болотова, И.Е. Калашников,
Л.И. Кобелева, П.А. Быков,
И.В. Катин, А.Г. Колмаков, Н.Б.
Подымова
Структура и свойства композиционных материалов на основе
сплава баббита Б83,
полученных методом
экструзии..............................................................................................................................................
63
Методом экструзии изготовлены наплавочные прутки сплава
баббита Б83, армированного
частицами карбида кремния со средним размером 40 мкм и
модифицированного
шунгитовой породой
(МШП). Исследованы структура, физико-механические и
трибологические свойства полученных композиционных материалов. Применение
метода экструзии позволило осуществить введение и
равномерное распределение
армирующих наполнителей и изменить размер и морфологию интерметаллидных фаз в
матричном сплаве. По твердости и
плотности материал наплавочных прутков не уступает
литому сплаву баббита Б83, а по износостойкости
превосходит его. Наилучшие значения
износостойкости, в 1,7 раза превышающие
износостойкость литого сплава, получены на
композиционном материале с полиармированием SiC+МШП.
Ключевые слова: сплав баббита Б83, армирующие наполнители, экструзия,
композиционные
прутки, структура, лазерный оптико-акустический метод,
износостойкость.
Новые методы обработки и получения
материалов с заданными свойствами
Ю.Н. Туманов
Электромагнитная технология синтеза бескислородных
керамических
высокотемпературных материалов. 2. Аппаратурное обеспечение..................................................................................71
Рассмотрено развитие и аппаратурное оформление технологии
электромагнитного
синтеза бескислородных
керамических материалов, в частности карбидов и боридов,
основанной на прямом высокочастотном индукционном нагреве
шихты. Разработано и
изготовлено оборудование для осуществления технологии в статическом, непрерывном
и дискретно-непрерывном режимах.
Проведен анализ работы и расчет метало-
диэлектрического реактора, прозрачного для потока
электромагнитной энергии с
индуктора. Разработана технология изготовления реактора и
проведены его испытания в
производственных условиях
синтеза карбида бора, карбидов кремния, циркония, лантана,
а также боридов титана и циркония. Сформулированы
преимущества электромагнитной
технологии синтеза керамических материалов по сравнению с
существующим научно-
производственным уровнем.
Ключевые слова: электромагнитная технология, высокая частота, катушка, скин-
слой, синтез
тугоплавких материалов, карбид, борид, автотигель, монооксид углерода,
металло-диэлектрический реактор.
В.М. Орлов, Т.Ю. Прохорова
Термообработка продуктов восстановления
оксидных соединений
тантала.................................................................. 86
Исследовано влияние термообработки продуктов
восстановления магнием оксидных
соединений тантала на изменение поверхности, пористости
танталовых порошков и
характеристики изготовленных из них анодов. Показано, что
такая термообработка не
приводит к увеличению содержания кислорода в порошке и
его количество не превышает
3 мг/м2. Это позволяет получать конденсаторные
порошки для анодов, обладающих
высоким удельным зарядом.
Ключевые слова: тантал, мезопористый
порошок, термообработка