ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2020, №07
Прогнозирование халькошпинелей
состава ABCX4 (X — S или Se)
Н. Н. Киселева, В. А. Дударев, В. В. Рязанов,
О. В. Сенько, А. А. Докукин
Проведено прогнозирование новых халькошпинелей наиболее распространенных составов: AIBIIICIVX4(X — S или Se) и AIIBIIICIIIS4 (A, B и C — разные химические элементы), перспективных для поиска новых материалов для магнитооптических элементов памяти, сенсоров и анодов в натрий-ионных батареях, и оценены значения параметра их кристаллической решетки “a”. При прогнозировании использовали только значения свойств химических элементов, входящих в состав еще не полученных соединений. Расчеты проведены с применением программ машинного обучения, входящих в состав разработанной авторами информационно-аналитической системы (различных комитетов алгоритмов бинарных решающих деревьев, линейной машины, формирования логических закономерностей, опорных векторов, линейного дискриминанта Фишера, k-ближайших соседей, обучения многослойного перцептрона и нейронной сети), — для прогнозирования еще не полученных халькошпинелей, а также обширного семейства регрессионных методов, представленных в пакете scikit-learn для языка Python, и предложенных авторами многоуровневых методов машинного обучения — для оценки значения параметра кристаллической решетки новых халькошпинелей. Точность прогнозов новых халькошпинелей по результатам скользящего контроля не ниже 80 %, а точность прогнозов параметра их кристаллической решетки (по результатам расчета средней абсолютной ошибки при скользящем контроле в режиме leave-one-out) — ± 0,1 Å. Показана эффективность использования многоуровневых методов машинного обучения для прогнозирования физических свойств веществ.
Ключевые слова: халькошпинель, параметр кристаллической решетки, прогнозирование, обучение ЭВМ.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-5-18
Киселева Надежда Николаевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения
им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), доктор химических наук, главный научный сотрудник, специалист по применению информационных технологий в химии и материаловедении. E-mail: kis@imet.ac.ru.
Дударев Виктор Анатольевич — НИУ Высшая школа экономики (101000, Москва, ул. Мясницкая, 20), кандидат технических наук, доцент; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), ведущий научный сотрудник, специалист по информационным технологиям.
E-mail: vic@imet.ac.ru.
Рязанов Владимир Васильевич — Федеральное государственное учреждение Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” Российской академии наук (119333, Москва, ул. Вавилова, 40), доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, специалист по методам обучения ЭВМ. E-mail: rvvccas@mail.ru.
Сенько Олег Валентинович — Федеральное государственное учреждение Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” Российской академии наук (119333, Москва, ул. Вавилова, 40), доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, специалист по методам обучения ЭВМ. E-mail: senkoov@mail.ru.
Докукин Александр Александрович — Федеральное государственное учреждение Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” Российской академии наук 119333, Москва, ул. Вавилова, 40), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), ведущий научный сотрудник, специалист по методам обучения ЭВМ. E-mail: dalex@ccas.ru.
Ссылка на статью:
Киселева Н.Н., Дударев В.А., Рязанов В.В., Сенько О.В., Докукин А.А. Прогнозирование халькошпинелей состава ABCX4 (X — S или Se). Перспективные материалы, 2020, № 7, c. 5 – 18. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-5-18
Влияние иттрия на структурно-фазовое состояние in situ композита Mo – 15,3 V – 10,5 Si
А. В. Ларионов, К. В. Пикулин, С. В. Жидовинова, Л. Ю. Удоева
Методами рентгенофазового анализа и рентгеноспектрального микроанализа изучено влияние иттрия на структурно-фазовое состояние доэвтектического сплава Mo – 15,3 V – 10,5 Si. Установлено, что основными фазами сплавов Mo – (15,4 – 14,3) V – (10,6 – 9,8) Si – (0,3 – 5,3) Y, полученных в условиях неравновесной кристаллизации, являются металлический твердый раствор (Mo1 – xVx)ss— матрица, силицидный твердый раствор (Mo1 – xVx)3Si и силицид Y5Si3. В сплавах, легированных иттрием до 1,0 ат. %, пространство между дендритами металлической фазы (Mo1 – xVx)ssзаполнено твердым раствором (Mo1 – xVx)3Si, а по границам металлического твердого раствора располагается Y5Si3. При концентрации иттрия в сплавах выше 3,0 ат. % пространство между дендритами (Mo1 – xVx)ss заполнено силицидом Y5Si3, внутри которого формируются зерна (Mo1 – xVx)3Si. Тройных или четверных соединений, содержащих иттрий, не обнаружено. Элементный состав фаз сплавов Mo – (15,4 – 14,3) V – (10,6 – 9,8) Si – (0,3 – 5,3) Y практически идентичен и характеризуется нестехиометричностью по кремнию. Содержание кремния в фазах (Mo1 – xVx)ss и (Mo1 – xVx)3Si лежит в допустимых пределах области гомогенности, а концентрация кремния в Y5Si3(≈ 35,4 ат. %) выходит за установленные границы. Легирование сплава Mo – 15,3 V – 10,5 Si иттрием приводит к повышению дисперсности структуры. Частицы основных структурных составляющих становятся близкими по размеру. При этом объемное отношение металлической фазы к силицидной с ростом содержания в сплавах иттрия увеличивается. Плотность сплавов варьируется в пределах 8,7 – 9,0 г/см3.
Ключевые слова: молибден, ванадий, кремний, иттрий, естественный композит, доэвтектический состав, фазовый состав, микроструктура, плотность, микротвердость.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-19-28
Ларионов Алексей Валерьевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области восстановительных процессов в металлургии сплавов и лигатур на основе редких тугоплавких металлов. E-mail: a.v.larionov@ya.ru.
Пикулин Кирилл Владимирович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (620016, катеринбург, ул. Амундсена, 101), научный сотрудник, специалист в области высокотемпературного синтеза тугоплавких материалов.
E-mail: pikulin.imet@gmail.com.
Жидовинова Светлана Васильевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области рентгеноструктурного анализа и металлографии. E-mail: zhysv@yandex.ru.
Удоева Людмила Юрьевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области химии и металлургии сплавов редких металлов. E-mail: lyuud@yandex.ru.
Ссылка на статью:
Ларионов А.В., Пикулин К.В., Жидовинова С.В., Удоева Л.Ю. Влияние иттрия на структурно-фазовое состояние in situ композита Mo – 15,3 V – 10,5 Si. Перспективные материалы, 2020, № 7, c. 19 – 28. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-19-28
Влияние высокопористой биокерамики на основе системы ZrO2 – Y2O3 – CeO2 на биологические ткани экспериментальных животных
М. В. Калинина, Н. Ю. Ковалько, Д. Н. Суслов,
Ю. С. Андожская, О. В. Галибин, О. А. Шилова
Методом обратного совместного осаждения гидроксидов синтезирован высокодисперсный порошок (средний размер 8 – 10 нм) состава (ZrО2)0,92(Y2О3)0,03(CeО2)0,05, на его основе с применением комплексного порообразователя и механоактивации получена высокопористая керамика (средний размер зерен 60 – 65 нм). Синтезированный керамический материал-имплантат с открытой пористостью 55 % и размером пор 40 – 800 нм был помещен в организм лабораторных животных. Изучена реакция биологических тканей экспериментальных животных на введение пластин из композитных высокопористых материалов на основе t-ZrO2 через 15 месяцев после их имплантации. Выявлено, что в капсулах происходит усиленная реваскуляризация, а в интактной зоне внедрения керамики регистрируется перфузия тканей. Показана возможность прорастания сосудов в мягких тканях в имеющееся поровое пространство керамики. Результаты, полученные в условиях in vivo, позволяют утверждать, что пористую биокерамику на основе t-ZrО2можно использовать в производстве эндопротезов и имплантатов в таких областях медицины, как ортопедия и травматология.
Ключевые слова: метод обратного соосаждения, ультрадисперсные порошки, высокопористая биокерамика на основе t-ZrО2, исследования in vivo, эндопротезы, имплантаты.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-29-39
Калинина Марина Владимировна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области химии твердого тела, синтеза и физико-химических свойств функциональных керамических наноматериалов. E-mail: tikhonov_p-a@mail.ru.
Ковалько Надежда Юрьевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), младший научный сотрудник, специалист в области синтеза и анализа физико-химических свойств функциональных керамических наноматериалов.
E-mail: kovalko.n.yu@gmail.com.
Суслов Дмитрий Николаевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение “Российский научный центр радиологии и хирургических технологий имени акад. А.М. Гранова” Министерства Здравоохранения РФ (197758, Санкт-Петербург, пос. Песочный, Ленинградская ул., 70), кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области экспериментальных исследований. E-mail: dn_suslov@rrcrst.ru.
Андожская Юлия Сергеевна — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова” Министерства здравоохранения РФ, кафедра хирургии госпитальной № 2 (197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6 – 8), доктор медицинских наук, ассистент кафедры, специалист в области сосудистой хирургии. E-mail: andozhskaya@mail.ru.
Галибин Олег Всеволодович — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова” Министерства здравоохранения РФ, Институт детской онкологии, гематологии и трансплантологии имени Р.М. Горбачевой (197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6 – 8), доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом биотехнологий, специалист в области экспериментальных исследований.
E-mail: ogalibin@mail.ru.
Шилова Ольга Алексеевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник, и. о. зав. лаб. неорганического синтеза, специалист в области физической химии и технологии нанокомпозиционных стеклокерамических материалов. E-mail: olgashilova@bk.ru.
Ссылка на статью:
Калинина М. В., Ковалько Н. Ю., Суслов Д. Н., Андожская Ю. С., Галибин О. В., Шилова О. А. Влияние высокопористой биокерамики на основе системы ZrO2 – Y2O3 – CeO2 на биологические ткани экспериментальных животных. Перспективные материалы, 2020, № 7, c. 29 – 39. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-29-39
Деградация D,L-полилактидов в биологических средах: эксперимент и модель
И. В. Арутюнян, П. И. Боровиков, А. Г. Дунаев,
Л. И. Кротова, А. П. Свиридов, Е. М. Трифанова,
Т. Х. Фатхутдинов, Г. Т. Сухих, В. К. Попов
Проведено исследование процессов изменения морфологии поверхности и внутренней структуры, а также молекулярно-массового распределения аморфных D,L-полилактидов в ходе их гидролитической деградации в присутствии мезенхимальных стволовых клеток (МСК) внезародышевых тканей (вартонова студня пупочного канатика) крысы и продуктов их жизнедеятельности. Показано, что деградация исходно монолитных полимерных образцов, находящихся в культуральной и кондиционированной средах происходит практически одинаково. При этом в культуральной среде, содержащей МСК, этот процесс проходит заметно интенсивнее. Такой эффект обусловлен влиянием секретируемых живыми клетками ферментов, которые диффундируют от поверхности вглубь полимерного образца и ускоряют его гидролиз, вступая в каталитическую реакцию с эфирными связями молекул полилактидов. Развита и верифицирована математическая модель, учитывающая как некаталитический, так и каталитический каналы гидролиза, изменение пористости полимерного образца, диффузию коротких олигомеров, и адекватно интерпретирующая полученные экспериментальные результаты.
Ключевые слова: биодеградация полимеров, алифатические полиэфиры, полилактиды, автокаталитический гидролиз, стволовые клетки, математическая модель деградации.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-40-51
Арутюнян Ирина Владимировна — ФГБУ “Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова” Министерства Здравоохранения РФ (117997, Москва, ул. Академика Опарина, 4), кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, специалист в области клеточных технологий и тканевой инженерии. E-mail: labrosta@yandex.ru.
Боровиков Павел Игоревич — ФГБУ “Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И.Кулакова” Министерства здравоохранения Российской Федерации (117997, Москва, ул. Академика Опарина, 4), заведующий лабораторией, специалист в области математической физики, дискретной математики, информатики. E-mail: borpi@mail.ru.
Дунаев Андрей Геннадьевич — Институт фотонных технологий Федерального научно-исследовательского центра “Кристаллография и фотоника” РАН (108840, Москва, Троицк, ул. Пионерская, 2), младший научный сотрудник, специалист в области хромотографии, структуры и свойств полимеров и сверхкритических флюидных технологий. E-mail: dunaewan@gmail.com.
Кротова Лариса Ивановна — Институт фотонных технологий Федерального научно-исследовательского центра “Кристаллография и фотоника” РАН
(г. Москва, г. Троицк, 108840, ул. Пионерская, 2), научный сотрудник, специалист в области спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и сверхкритических флюидных технологий. E-mail: krollar@yandex.ru.
Свиридов Александр Петрович — Институт фотонных технологий Федерального научно-исследовательского центра “Кристаллография и фотоника” РАН (108840, Москва, Троицк, ул. Пионерская, 2) доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией, ведущий научный сотрудник, специалист в области биофотоники, лазерной медицины, оптической диагностики биотканей. E-mail: sviridov@laser.ru.
Трифанова Екатерина Максимовна — Институт фотонных технологий Федерального научно-исследовательского центра “Кристаллография и фотоника” РАН (108840, Москва, Троицк, ул. Пионерская, 2) инженер-исследователь, специалист в области биофизики и сверхкритических флюидных технологий. E-mail: katikin@mail.ru.
Фатхудинов Тимур Хайсамудинович — Федеральное государственное бюджетное научное учреждение “Научно-исследовательский институт морфологии человека” Министерства науки и высшего образования РФ (117418, Москва, ул. Цюрупы 3), доктор медицинских наук, заместитель директора по научному развитию, специалист в области экспериментальной морфологии, регенеративной медицины, клеточной биологии и тканевой инженерии. E-mail: fatkhudinov@gmail.com.
Сухих Геннадий Тихонович — ФГБУ “Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова” Министерства Здравоохранения РФ (117997, Москва, ул. Академика Опарина, 4), академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, директор ФГБУ “НМИЦ АГП им. Кулакова” МЗ РФ, специалист в области клеточных технологий в медицине. E-mail: g_sukhikh@oparina4.ru.
Попов Владимир Карпович — Институт фотонных технологий Федерального научно-исследовательского центра “Кристаллография и фотоника” РАН (108840, Москва, Троицк, ул. Пионерская, 2), доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией, ведущий научный сотрудник, специалист в области физической химии, биоматериалов, лазерных, аддитивных и сверхкритических флюидных технологий. E-mail: popov@laser.ru.
Ссылка на статью:
Арутюнян И.В., Боровиков П.И., Дунаев А.Г., Кротова Л.И., Свиридов А.П., Трифанова Е.М., Фатхутдинов Т.Х., Сухих Г.Т., Попов В.К. Деградация D,L-полилактидов в биологических средах: эксперимент и модель. Перспективные материалы, 2020, № 7, c. 40 – 51. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-40-51
Получение и исследование свойств металлсодержащих нанокомпозитов на основе эпоксидиановой смолы
Н. И. Курбанова, C. К. Рагимова, Н. Я. Ищенко,
С. Ф. Ахмедбекова, А. З. Чалабиева
Исследовано влияние добавок нанонаполнителей (НН), содержащих наночастицы оксидов меди и цинка, стабилизированные полимерной матрицей полиэтилена высокого давления, полученные механо-химическим методом, на особенности структуры и свойств металлсодержащих нанокомпозитов на основе эпоксидиановой смолы (ЭД-20) методами дифференциально-термического (ДТА), ИК-спектрального (ИКС) и рентгенфазового (РФА) анализов. Показано, что введение металлсодержащих НН в композицию с ЭД-20 сдвигает температуру реакции “холодного” отверждения от 90 до 75 °С, а “горячего” отверждения — от 125 до 100 °С и способствует увеличению ее термостабильности, что подтверждается ростом энергии активации термоокислительной деструкции (Еакт) от 210 до 225 кДж/моль. Показано, что наночастицы оксида меди повышают термические свойства ЭД-20 и являются катализаторами реакции отверждения, о чем свидетельствует высота пика на кривой отверждения. При этом наночастицы оксида цинка практически не влияют на термические свойства нанокомпозитов на основе ЭД-20.
Ключевые слова: эпоксидиановая смола (ЭД-20); металлсодержащие нанонаполнители; наночастицы оксидов меди и цинка; термические свойства; ДТА, ИКС и РФА анализы.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-52-58
Курбанова Нушаба Исмаил кызы — Институт полимерных материалов Национальной АН Азербайджана (Az5004, Азербайджан, г. Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), доктор химических наук, заведующая лабораторией, специалист в области разработки композиционных материалов, а также нанокомпозитов, на основе эластомеров и термопластов и их бинарных смесей. E-mail: ipoma@science.az; kurbanova.nushaba@mail.ru.
Рагимова Севиндж Кязым кызы —Институт полимерных материалов Национальной АН Азербайджана (Az5004, Азербайджан, г. Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), диссертант, специалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az
Ищенко Нелли Яковлевна —Институт полимерных материалов Национальной АН Азербайджана (Az5004, Азербайджан, г. Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), кандидат химических наук, заведующая лабораторией, специалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az
Ахмедбекова Саида Фуад кызы —Институт полимерных материалов Национальной АН Азербайджана (Az5004, Азербайджан, г. Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), вед.науч.сотр., специалист в области ИК-спектроскопии. E-mail: ipoma@science.az
Чалабиева Алмаз Зульфугар кызы — Институт полимерных материалов Национальной АН Азербайджана (Az5004, Азербайджан, г. Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), кандидат химических наук, специалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az.
Ссылка на статью:
Курбанова Н.И., Рагимова C.К., Ищенко Н.Я., Ахмедбекова С.Ф., Чалабиева А.З. Получение и исследование свойств металлсодержащих нанокомпозитов на основе эпоксидиановой смолы. Перспективные материалы, 2020, № 7, c. 52 – 58. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-52-58
Методы повышения твердости и износостойкости экономнолегированных высокопрочных сталей для изготовления изделий, работающих
в условиях интенсивного абразивного износа
В. И. Антипов, Л. В. Виноградов, И. О. Банных,
А. Г. Колмаков, Ю. Э. Мухина, Е. Е. Баранов
Проанализированы структурные факторы, от которых зависит твёрдость стали, а также обсуждены способы повышения твёрдости и износостойкости у недорогих, экономнолегированных высокоуглеродистых сталей, пригодных к работе в условиях абразивного износа и больших контактных напряжений. Рассмотрен механизм увеличения твёрдости материала путём многократной (циклической) обработки холодом закаленных на мартенсит высокоуглеродистых сталей. Показано, что четырехкратная обработка холодом (с охлаждением до –70 °С) валков из дешевой низколегированной стали 170Х2Ф повысила их твердость с 58 – 59 HRC до 67 – 68 HRC, превысив показатели лучших зарубежных аналогов. Описаны возможности применения закалки с быстрым электронагревом. Обнаружено, что закалка стальных изделий с быстрым электронагревом токами высокой частоты (ТВЧ), токами промышленной частоты (ТПЧ), проходящим электротоком позволяет на 2 – 4 единицы HRC повысить их твердость по сравнению с закалкой с относительно медленным печным нагревом. При этом, чем дисперснее исходная структура феррито-цементитной смеси, чем мельче в ней пластинки цементита, тем больше величина прироста твердости при закалке с быстрым электронагревом. Исследовано влияние сверхнизкого отпуска на твёрдость стали и показано, что для достижения высокой твердости материала желательно использовать сверхнизкий отпуск высокоуглеродистого мартенсита закалки при 100 – 140 °С, который способствует созданию нанонеоднородности по углероду, и позволяет дополнительно увеличить твердость низколегированнных высокоуглеродистых сталей на 1,5 – 2,0 единицы HRC.
Ключевые слова: твёрдость, экономнолегированная высокоуглеродистая сталь, циклическая обработка холодом, закалка.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-59-67
Антипов Валерий Иванович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии, покрытий и композиционных материалов. E-mail: viantipov@imet.ac.ru.
Виноградов Леонид Викторович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии, покрытий и композиционных материалов. E-mail: ltdvin@yandex.ru.
Банных Игорь Олегович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, заведующий лабораторией, специалист в области металловедения. E-mail:iobannykh@imet.ac.ru
Колмаков Алексей Георгиевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), член-корреспондент РАН, доктор технических наук, заведующий лабораторией, специалист в области композиционных и наноматериалов, мультифрактального анализа, синергетики. E-mail: akolmakov@imet.ac.ru.
Мухина Юлия Эдуардовна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, научный сотрудник, cпециалист в области структурного анализа и физикохимии неорганических материалов. E-mail: mukhina.j.e.imet@yandex.ru.
Баранов Евгений Евгеньевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области материаловедения и физики металлов. E-mail: arefiy@mail.ru.
Ссылка на статью:
Антипов В.И., Виноградов Л.В., Банных И.О., Колмаков А.Г., Мухина Ю.Э., Баранов Е.Е. Методы повышения твердости и износостойкости экономнолегированных высокопрочных сталей для изготовления изделий, работающих в условиях интенсивного абразивного износа. Перспективные материалы, 2020, № 7, c. 59 – 67. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-59-67
Повышение зарядовой стабильности пленок подзатворного диэлектрика МДП-структур методом их легирования фосфором
Д. В. Андреев, Г. Г. Бондаренко, В. В. Андреев, А. А. Столяров
Показано, что термическое легирование пленки SiO2фосфором, приводящее к образованию на ее поверхности тонкой пленки фосфорно-силикатного стекла, позволяет повысить зарядовую стабильность подзатворного диэлектрика МДП-структур. Установлено, что наличие пленки фосфорно-силикатного стекла дает возможность существенно уменьшить локальные инжекционные токи, протекающие в дефектных местах за счет захвата электронов на ловушки в пленке фосфорно-силикатного стекла, приводящего к повышению энергетического барьера. В результате существенно уменьшается количество структур, пробивающихся при малых значениях заряда, инжектированного в диэлектрик при сильнополевых воздействиях. Показано, что в пленке фосфорно-силикатного стекла снижаются процессы разогрева инжектированных электронов, что также приводит к увеличению зарядовой стабильности подзатворного диэлектрика при сильнополевых инжекционных воздействиях.
Ключевые слова: МДП-структура, диэлектрическая плёнка, сильные электрические поля, инжекционный ток, контроль.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-68-74
Андреев Дмитрий Владимирович — Калужский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э.Баумана (248000, Калуга, ул. Баженова, 2), кандидат технических наук, доцент, специалист в области физики полупроводниковых и диэлектрических материалов. E-mail: dmitrii_andreev@bmstu.ru.
Бондаренко Геннадий Германович — Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики” (НИУ ВШЭ) (123458, Москва, Таллинская ул., 34), доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией, специалист в области физики конденсированного состояния, радиационной физики твердого тела. Е-mail: gbondarenko@hse.ru.
Андреев Владимир Викторович — Калужский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э.Баумана (248000, Калуга, ул. Баженова, 2), доктор технических наук, профессор, специалист в области физики полупроводниковых и диэлектрических материалов. E-mail: vladimir_andreev@bmstu.ru.
Столяров Александр Алексеевич — Калужский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э.Баумана (248000, Калуга, ул. Баженова, 2), доктор технических наук, профессор, специалист в области физики полупроводниковых и диэлектрических материалов. E-mail: a.a.stolyarov@bmstu.ru.
Ссылка на статью:
Андреев Д.В., Бондаренко Г.Г., Андреев В.В., Столяров А.А. Повышение зарядовой стабильности пленок подзатворного диэлектрика МДП-структур методом их легирования фосфором. Перспективные материалы, 2020, № 7, c. 68 – 74. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-68-74
Гидроксид титана как прекурсор для получения функциональных материалов
Л. Г. Герасимова, Ю. В. Кузьмич, Е. С. Щукина, М. В. Маслова
При изучении фазовых превращений рентгеноаморфного гидроксида титана (ГОТ) в процессе его механоактивации в присутствии добавок в виде соединений цинка установлено, что тонко измельченные порошки могут полиморфно превращаться в другие неравновесные кристаллические фазы. Судя по повышению интенсивности пиков на дифрактограммах можно констатировать, что в результате высокоэнергетического воздействия происходит кристаллизация аморфной фазы в виде анатаза и брукита. Показано, что чем меньше степень гидратации ГОТ, тем эффективность механического воздействия добавки на фазовые преобразования выше. Просматривается следующая тенденция по влиянию вводимого модификатора — ZnSO4·7 H2O > Zn(NO3)2·6 H2O > ZnO. Такая зависимость обусловлена совмещением физических и химических преобразований материала, находящегося в поле интенсивного механического воздействия, подтвержденных данными расчета размера кристаллитов и микродеформаций. Преобразование избыточной механической энергии в тепловую, инициирует химические процессы с образованием твёрдых титано-цинковых растворов, ускоряющих перестройку кристаллической структуры при прокаливании модифицированного ГОТ по схеме: анатаз – брукит – рутил. Полученные результаты имеют перспективы практического применения при получении, так называемых, “рутилирующих” зародышей, используемых в промышленном производстве диоксида титана различного назначения.
Ключевые слова: механоактивация, гидроксид титана, анатаз, рутил, модификатор, термолиз, микродеформации.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-75-84
Герасимова Лидия Георгиевна — Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук” (184209, Россия, Мурманская область, г. Апатиты, Академгородок, д. 26а), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, доцент, специалист в области гидрометаллургии титансодержащего сырья и получения функциональных материалов. E-mail: l.gerasimova@ksc.ru.
Кузьмич Юрий Васильевич — Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук” (184209, Россия, Мурманская область, г. Апатиты, Академгородок, д. 26а), кандидат химических наук, заведующий лабораторией, cпециалист в области порошковой металлургии. E-mail: y.kuzmich@ksc.ru.
Щукина Екатерина Сергеевна — Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук” (184209, Россия, Мурманская область, г. Апатиты, Академгородок, д. 26а), научный сотрудник, кандидат технических наук, cпециалист в области получения титановых соединений. E-mail: e.shchukina@ksc.ru.
Маслова Марина Валентиновна — Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук” (184209, Россия, Мурманская область, г. Апатиты, Академгородок мкр., д. 26а), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, cпециалист в области переработки техногенных отходов, получение титансодержащих соединений, используемых как сорбенты. E-mail: m.maslova@ksc.ru.
Ссылка на статью:
Герасимова Л.Г., Кузьмич Ю.В., Щукина Е.С., Маслова М.В. Гидроксид титана как прекурсор для получения функциональных материалов. Перспективные материалы, 2020, № 7, c. 75 – 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-7-75-84
