ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2022, №10

Свойства легкого конструкционного
магниевого сплава типа ИМВ7-1
системы Mg – Y – Gd – Zr при введении
в него добавок редкоземельных металлов
цериевой группы: самария,
неодима и лантана


Л. Л. Рохлин, Т. В. Добаткина, И. Е. Тарытина,
Е. А. Лукьянова, О. А. Овчинникова


Исследовано влияние небольших добавок редкоземельных металлов цериевой группы: самария (Sm), неодима (Nd) и лантана (La) на свойства легкого высокопрочного конструкционного магниевого сплава типа ИМВ7-1 системы Mg – Y – Gd – Zr, где иттрий (Y) и гадолиний (Gd) — редкоземельные металлы иттриевой группы. Установлено, что присутствие в сплаве типа ИМВ7-1 в небольших количествах самария способствует повышению его прочностных свойств при термической обработке (старении) и позволяет сократить время достижения максимального упрочнения. В случае же присутствия в сплаве типа ИМВ7-1 двух других редкоземельных металлов цериевой группы: неодима и лантана, упрочнение при термической обработке (старении) также наблюдается, но в значительно меньшей степени. Показано, что с одновременным увеличением содержания основных легирующих элементов, иттрия и гадолиния, и добавки — самария, в исследованных сплавах последовательно возрастает максимальное упрочнение и сокращается время его достижения. Значительно большее упрочнение сплава типа ИМВ7-1 при легировании его самарием, по сравнению с неодимом и лантаном, объясняется значительно большей растворимостью самария в твердом магнии по сравнению с растворимостью в нем неодима и лантана.


Ключевые слова: магниевые сплавы, редкоземельные металлы, распад твердого раствора.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-5-13

Рохлин Лазарь Леонович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), доктор технических наук, главный научный сотрудник, специалист в области металловедения. E-mail: rokhlin@imet.ac.ru.

Добаткина Татьяна Владимировна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области металловедения. E-mail: dobat@imet.ac.ru.

Тарытина Ирина Евгеньевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области металловедения. E-mail: tarytina@yandex.ru.

Лукьянова Елена Александровна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области металловедения. E-mail: helenelukyanova@gmail.com.

Овчинникова Ольга Александровна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), старший научный сотрудник, специалист в области аналитической химии. E-mail: o-china@yandex.ru.

Рохлин Л.Л., Добаткина Т.В., Тарытина И.Е., Лукьянова Е.А., Овчинникова О.А. Свойства легкого конструкционного магниевого сплава типа ИМВ7-1 системы Mg – Y – Gd – Zr при введении в него добавок редкоземельных металлов цериевой группы: самария, неодима и лантана. Перспективные материалы, 2022, № 10, c. 5 – 13. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-5-13

 

Композитные протонные электролиты
на основе кислых солей


И. С. Тимаков, В. В. Гребенев, В. А. Коморников,
С. В. Прокудин


Исследована проблема высокой пластичности и текучести фаз кислых солей с высокой протонной проводимостью, таких как кристаллы-суперпротонники семейства  MmHn(AO4)(m +n)/2·yH2O (где M = NH4, K, Rb, Cs; А = P, As, S, Se). Рассмотрены различные методы получения композитных материалов на основе протонного проводника Cs6(SO4)3(H3PO4)4с созданием трехмерной армирующей сетки по всему объёму получаемого материала. Впервые были измерены температурные зависимости твёрдости и модуля упругости поликристаллического Cs6(SO4)3(H3PO4)4, спрессованного в таблетку, до и после фазового перехода в суперпротонное состояние. Двумя способами (отливка в форму и кристаллизация в пресс-форме под давлением) синтезированы композитные материалы составов xCs6(SO4)3(H3PO4)4(1 – x)тефлон и xCs6(SO4)3(H3PO4)4(1 – x)[SiOR]n (где 0,95 ≥ x ≥ 0,5 масс. %). Методом рентгенофазового анализа при комнатной температуре исследована зависимость фазового состава полученных материалов от соотношения компонентов. Методом растровой электронной микроскопии изучено пространственное распределение фаз в полученных композиционных материалах. Показано, что с увеличением доли армирующего компонента, происходит обволакивание проводящей фазы. Проводимость композиционных материалов исследовали методом импедансной спектроскопии.


Ключевые слова: кристаллы-суперпротоники, фазовые переходы, композитные материалы, наноиндентирование, твердость, модуль упругости.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-14-22

Тимаков Иван Сергеевич — Федеральный научно-исследовательский центр “Кристаллография и фотоника” Российской академии наук (119333, Москва, Ленинский проспект, 59), младший научный сотрудник, специалист в области роста кристаллов. E-mail: i.s.timakov@gmail.com.

Гребенев Вадим Вячеславович — Федеральный научно-исследовательский центр “Кристаллография и фотоника” Российской академии наук (119333, Москва, Ленинский проспект, 59), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области роста кристаллов. E-mail: vadim_grebenev@mail.ru.

Коморников Владимир Андреевич — Федеральный научно-исследовательский центр “Кристаллография и фотоника” Российской академии наук (119333, Москва, Ленинский проспект, 59), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области роста кристаллов. E-mail: v.a.kom@mail.ru.

Прокудин Сергей Владимирович — Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов (108840, Москва, Троицк, ул Центральная, 7а), младший научный сотрудник. E-mail: sergei.tisnum@gmail.com.

Тимаков И.С., Гребенев В.В., Коморников В.А., Прокудин С.В. Композитные протонные электролиты на основе кислых солей. Перспективные материалы, 2022, № 10, c. 14 – 22. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-14-22

 

Формирование биомиметического апатита
на кальцийфосфатной пенокерамике
в концентрированной модельной среде


Л. Ю. Маслова, В. К. Крутько, О. Н. Мусская,
Т. В. Сафронова, А. И. Кулак


Отжигом пенополиуретановых шаблонов (марки “STR”, Китай) пористостью ~ 65 % при 1200 °С получена открытопористая кальцийфосфатная пенокерамика с исполь­­зо­ванием высококонцентрированной суспензии на основе синтетического гидроксиапатита, термообработанного при 800 °С, монокальцийфосфата моногидрата и 0,8 % поливинилового спирта. Полученная кальцийфосфатная пенокерамика после модифицирования в растворе SBF (Simulated Body Fluid), концентрированном в 5 раз (SBF´5), состояла из β-трикальцийфосфата, β-пирофосфата кальция и биомиметического апатита, имела пористость 53 – 59 % и статическую прочность ~0,05 МПа. Сформированный биомиметический апатит, состоящий из аморфного фосфата кальция Ca9(PO4)6и апатитного трикальцийфосфата Ca9HPO4(PO4)5OH, при 1200 °С кристаллизуется в β-трикальцийфосфат. Кальцийфосфатная пенокерамика, модифицированная биоми­метическим апатитом, после выдерживания в модельной среде на основе 5 % геля гидроксиапатита и SBF´5, имитирующей in vitro костный дефект, параллельно с образованием биомиметического апатита претерпевает частичное разрушение, что подтверждает ее высокую биоактивность и резорбируемость.


Ключевые слова: кальцийфосфатная пенокерамика, трикальцийфосфат, гидроксиапатит, концентрированный Simulated Body Fluid (SBF´5), биомиметический апатит, резорбируемость.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-23-30

Маслова Любовь Юрьевна — Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси (Республика Беларусь, Минск, 220072, ул. Сурганова, 9/1), аспирант, младший научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохимии, область интересов — кальцийфосфатная пенокерамика и композиты. E-mail: maslova@igic.bas-net.by.

Крутько Валентина Константиновна — Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси (Республика Беларусь, Минск, 220072, ул. Сурганова, 9/1), кандидат химических наук, доцент, заведующий лабораторией фотохимии и электрохимии, область интересов – апатитовые структуры и гибридные материалы. E-mail: tsuber@igic.bas-net.by.

Мусская Ольга Николаевна — Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси (Республика Беларусь, Минск, 220072, ул. Сурганова, 9/1), кандидат химических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохимии, специалист в области кальцийфосфатных цементов и композитов. E-mail: musskaja@igic.bas-net.by.

Сафронова Татьяна Викторовна — Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (Российская Федерация, Москва, 119991, Ленинские горы, 1), кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник факультета наук о материалах, специалист в области кальцийфосфатных керамик. E-mail: t3470641@yandex.ru.

Кулак Анатолий Иосифович — Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси (Республика Беларусь, Минск, 220072, ул. Сурганова, 9/1), академик, доктор химических наук, профессор, директор Института, специалист в области фотоэлектрохимии и наноматериалов. E-mail: kulak@igic.bas-net.by.

Маслова Л.Ю., Крутько В.К., Мусская О.Н., Сафронова Т.В., Кулак А.И. Формирование биомиметического апатита на кальцийфосфатной пенокерамике в концентрированной модельной среде. Перспективные материалы, 2022, № 10, c. 23 – 30. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-23-30

 

Испытание коррозионной стойкости
порошков корунда, нитрида титана и сплава
эвтектического состава TiB2/TiN в среде
сверхкритического водного флюида


А. Г. Тарасов, В. А. Веретенников


Экспериментально исследована коррозионная стойкость в среде сверхкритического водного флюида (СКФ) порошковых образцов корунда, нитрида титана и сплава эвтектического состава TiB2/TiN. Испытания проводили в автоклаве при температуре 400 °С и давлении водяного пара 100 МПа в течение 100 ч. Установлено, что Al2O3 (корунд) и TiN являются стойкими материалами, тогда как в среде водного СКФ происходит растворение фазы TiB2 эвтектического сплава TiB2/TiN. Оценено значение глубинного показателя коррозии.


Ключевые слова: сверхкритическое состояние, сверхкритический (гидротермальный) водный флюид (СКФ), сильно перегретый водяной пар (СПП), коррозионная стойкость, корунд, нитрид титана, эвтектический сплав TiB2/TiN, переработка отходов.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-31-34

Тарасов Алексей Геннадьевич — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (142432, Черноголовка, Московская обл., ул. Академика Осипьяна, 8), старший научный сотрудник, кандидат технических наук, специалист в области быстропротекающих физико-химических процессов. E-mail: aleksei_tarasov@mail.ru.

Веретенников Владимир Александрович — Институт структурной макрокинетики и
проблем материаловедения РАН (142432, Черноголовка, Московская обл., ул. Академика Осипьяна, 8), ведущий научный сотрудник, кандидат физико-математических наук, специалист в области быстропротекающих физико-химических процессов. E-mail: veretm@mail.ru.

Тарасов А.Г., Веретенников В.А. Испытание коррозионной стойкости порошков корунда, нитрида титана и сплава эвтектического состава TiB2/TiN в среде сверхкритического водного флюида. Перспективные материалы, 2022, № 10, c. 31 – 34. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-31-34

 

Синтез и изучениe свойств
оптически прозрачного полимера на основе
2-метоксикарбонилпарациклопропилстирола
и глицидилметакрилата


К. Г. Гулиев, C. Б. Мамедли


Синтезирован новый полифункциональный оптически прозрачный сополимер на основе 2-метоксикарбонилпарациклопропилстирола (МКЦПС) и глицидилметакрилата (ГМА). Установлены составы и структуры, а также найдены параметры сопополимеризации синтезированного сополимера. Вычислены значения констант сополимеризации по уравнению Файнемана – Росса (r1 = 1,36, r2= 0,30) и Q – е параметры по Алфрею – Прайсу (Q1 = 2,573, е1 = –0,846). Обнаружено, что МКЦПС является более активным мономером при радикальной сополимеризации, чем ГМА. Определены параметры микроструктуры сополимера. По сравнению с полистиролом, у полученного сополимера более высокий показатель преломления (= 1,5820). Установлена степень светопропускания сополимера, которая составляет 88 – 90 %. В зависимости от состава оптически прозрачного сополимера изучена скорость изменения показателя светопропускания. Показано, что синтезированный сополимер по основным эксплуатационным показателям превосходит полистирол и ГМА и проявляет высокую оптическую прозрачность, что позволяет использовать его при изготовлении деталей оптических устройств.


Ключевые слова: сополимер, оптическая прозрачность, глицидилметакрилат (ГМА), 2-метоксикарбонилпарациклопропилстирол (МКЦПС), светопропускание.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-35-42

Гулиев Казым Гафар оглы — Институт полимерных материалов национальной Академии Наук Азербайджана (AZ5004, Азербайджанская Республика, Сумгайыт, ул. С. Вургуна, 124), доктор химических наук, заведующий лабораторией, специалист в области синтеза фоточувствительных и оптически прозрачных полимерных материалов. E-mail: guliyev.kazim_pm@mail.ru.

Мамедли Cаида Бахтияр кызы — Институт полимерных материалов национальной Академии Наук Азербайджана (AZ5004, Азербайджанская Республика, Сумгайыт, ул. С. Вургуна, 124), кандидат химических наук, руководитель лаборатории, специалист в области синтеза оптически прозрачных полимерных материалов. E-mail: seide.mamedli@yandex.ru.

Гулиев К.Г., Мамедли C.Б. Синтез и изучениe свойств оптически прозрачного полимера на основе 2-метоксикарбонилпарациклопропилстирола и глицидилметакрилата. Перспективные материалы, 2022, № 10, c. 35 – 42. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-35-42

 

Механические свойства и структура композиционного материала ZrN – Zr,
полученного методом окислительного
конструирования


А. В. Шокодько, А. И. Огарков, А. А. Ашмарин,
Д. В. Просвирнин, И. А. Ковалев, А. Г. Колмаков,
А. С. Чернявский, К. А. Солнцев


С применением подхода окислительного конструирования получены массивные образцы компактных металлокерамических композиционных материалов с градиентной структурой: нитридная керамическая оболочка – приповерхностный слой ZrN, твердый раствор азота в цирконии — ядро, представляющее собой твердые растворы азота в цирконии. Синтезированные композиты обладают лучшими показателями прочности по сравнению с исходными металлическими заготовками. В условиях сжатия композиционные образцы ZrN – Zr характеризуются пластичностью, в условиях изгиба разрушаются хрупко. Применяемый подход окислительного конструирования позволяет по сравнению с традиционными методами достаточно эффективно и экономично получать градиентные металлокерамические образцы изделий с формой максимально повторяющей форму исходной металлической заготовки.


Ключевые слова: композиционные материалы, нитридная керамика, нитрид циркония, окислительное конструирование, механические свойства.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-43-51

Шокодько Александр Владимирович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области технологии керамических материалов. E-mail: shokodjko@rambler.ru.

Огарков Александр Игоревич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), младший научный сотрудник, специалист в области технологии керамических материалов. E-mail: aogarkov@imet.ac.ru.

Ашмарин Артём Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области дифракционных методов исследования. E-mail: ashmarin_artem@list.ru.

Просвирнин Дмитрий Викторович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области деформации и разрушения материалов. E-mail: mail.imetran@gmail.com.

Ковалёв Иван Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области технологии керамических материалов. E-mail: vankovalskij@mail.ru.

Колмаков Алексей Георгиевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник, специалист в области деформации и разрушения материалов. E-mail: akolmakov@imet.ac.ru.

Чернявский Андрей Станиславович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области технологии керамических материалов. E-mail: andreych_01@mail.ru.

Солнцев Константин Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), академик РАН, научный руководитель Института, специалист в области технологии керамических материалов. E-mail: solntsev@pran.ru.

Шокодько А.В., Огарков А.И., Ашмарин А.А., Просвирнин Д.В., Ковалев И.А., Колмаков А.Г., Чернявский А.С., Солнцев К.А. Механические свойства и структура композиционного материала ZrN – Zr, полученного методом окислительного конструирования. Перспективные материалы, 2022, № 10, c. 43 – 51. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-43-51

 

Получение гибридных наноструктур
на основе графена и нано-ZrO2


А. М. Афзал, Е. А. Трусова, А. А. Коновалов


Предложен технологически перспективный способ получения наноструктури-рованных композитов графен/ZrO2. Его основная идея заключается в использовании суспензий графена и нано-ZrO2 и создании условий для взаимодействия листов графена и кристаллитов ZrO2 с образованием гибридного наноструктурированного порошка без формирования новых химических связей. Листы бескислородного графена толщиной в несколько нанометров получены сонохимическим методом из графита в эмульсии N,N-диметилоктиламин-вода. Нанопорошок ZrO2 со средним размером кристаллитов 8,1 нм синтезирован золь-гель методом. Исследованы морфология и фазовый состав всех синтезированных объектов (порошка ZrO2, графена и композита) с использованием комплекса инструментальных методов — просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и дифракции электронов, рентгеновской дифракции, спектроскопии характеристических потерь энергии электронами (EELS), адсорбции-десорбции азота, диффузионной аэрозольной спектрометрии (ДАС) и элементного анализа. Показано, что предлагаемый способ позволяет получать химически однородные мезопористые гибридные порошки, состоящие из графеновых листов и закрепленных на них кристаллитов ZrO2с размерами 8  – 13 нм. Проведено исследование влияния продолжительности ультразвукового облучения графита на морфологию композита и механизм его формирования. На основании результатов комплексного анализа полученных данных предложены механизмы формирования суспензии графена в эмульсии и наноструктурированного композита при взаимодействии кристаллического ZrO2 и листов бескислородного графена в водно-органической среде. Разработанные гибридные наноструктуры являются высоковостребованными инновационными полупродуктами при производстве (фото)катализаторов для широкого круга процессов, сенсорных, керамических и электротехнических материалов и материалов медико-биологического назначения.


Ключевые слова: нано-ZrO2, бескислородный графен, нанопорошковые композиты, гибридные наноструктуры на основе графена, сонохимия.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-52-63

Афзал Ася Мохаммадовна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), аспирант, инженер-исследователь, специалист в области синтеза наноструктур. E-mail: asya.afzal@mail.ru.

Трусова Елена Алексеевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области синтеза наноструктур. E-mail: trusova03@gmail.com.

Коновалов Анатолий Анатольевич Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области неорганической химии. E-mail: ak357@rambler.ru.

Афзал А.М., Трусова Е.А., Коновалов А.А. Получение гибридных наноструктур на основе графена и нано-ZrO2. Перспективные материалы, 2022, № 10, c. 52 – 63. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-52-63

 

Влияние жёсткой и пластичной матриц
на предельную прочность и механизмы
разрушения полимерных композиционных
материалов при ударе и в статике


И. К. Крылов, Н. В. Корнеева, В. В. Кудинов


Разработан универсальный метод “Разрыв при Ударе и в Статике” (РУС) для экспериментального определения предельных прочностных свойств полимерных композиционных материалов на основе многофиламентных нанокристаллических сверхвысокомолекулярных полиэти­леновых (СВМПЭ) волокон, отличающийся способом крепления образца в испытательной машине. Метод осуществляется с помощью единого РУС-образца с промежуточной матрицей на концах и оснастки для его крепления к платформам испытательных машин. Образец представляет собой круглый композитный стержень, скомпонованный из исследуемых волокон и матриц, который удерживается в оснастке дополнительной матрицей, неподвижно фиксирующей его при различных скоростях нагружения. Методом РУС исследованы свойства и механизмы разрушения при ударе и в статике анизотропных полимерных и гибридных композиционных материалов (ПКМ и ГКМ) на основе пластичных и жёстких матриц, упрочнённых гибридными волокнами из углеродных, арамидных и СВМПЭ-волокон, активированных неравновесной низкотемпературной плазмой. Определены разрушающие нагрузки при низкоскоростном ударе и статическом изгибе, относительная деформация, удельная работа разрушения, работа адгезии, напряжение сдвига и другие свойства. Показано, что пластичность матрицы и состав гибридного волокна влияют на свойства и характер разрушения ПКМ и ГКМ. Для разрушения ГКМ с пластичной матрицей при ударе необходима нагрузка в два раза большая, чем для композитов с жесткой матрицей. Наиболее высокую прочность имеют ГКМ, в которых на всех этапах нагружения, вплоть до разрушения происходит совместная деформация матрицы и упрочняющего волокна. Механизм деформации и разрушения анизотропных ГКМ при ударе носит ступенчатый характер, при этом характер кривой деформации зигзагообразный. При статическом изгибе деформация протекает плавно. Изменяя соотношение углеродных и СВМПЭ-волокон при гибридизации, можно управлять свойствами ГКМ и улучшать его удельные свойства. Сочетание углеродного и СВМПЭ-волокна в гибридном волокне для армирования пластичной матрицы позволяет создавать материал с замедленным разрушением. Установлено, что для ГКМ на основе пластичной матрицы, армированный гибридным волокном, совмещающим 20 % углеродного и 80 % СВМПЭ-волокна нагрузка разрушения повышается в 2 раза, удельная работа разрушения — на 42 %, а относительная деформация — на 68 %.


Ключевые слова: полимерные и гибридные композиционные материалы, углепластики, СВМПЭ-волокна, углеродное и арамидное волокно, гибридное волокно, метод “Разрыв при Ударе и в Статике” (РУС), универсальный РУС-образец (круглый композитный стержень), пластичная матрица, жёсткая матрица, неравновесная низкотемпературная плазма, межфазное взаимодействие, удельная работа разрушения.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-64-82

Крылов Игорь Константинович — Институт металлургии и материало-ведения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект 49), старший научный сотрудник, специалист в области технологии и механики композиционных материалов. E-mail: igorgra04@gmail.com.

Корнеева Наталья Витальевна — Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (119334, Москва, ул. Косыгина 4), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области полимерных композиционных материалов. E-mail: natakorneeva@mail.ru.

Кудинов Владимир Владимирович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), главный научный сотрудник, профессор, доктор технических наук, скончался в 2020 г.

Крылов И.К., Корнеева Н.В., Кудинов В.В. Влияние жесткой и пластичной матриц на предельную прочность и механизмы разрушения полимерных композиционных материалов при ударе и в статике. Перспективные материалы, 2022, № 10, c. 64 – 82. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-64-82

 

Постоперационный контроль
 технологических параметров процесса
ионной имплантации методом
вольт-фарадных характеристик


А. А. Аникина, Г. О. Даниленко, И. А. Ламкин,
Н. О. Патоков, С. А. Тарасов, М. Д. Павлова


Исследованы экспериментальные образцы монокристаллического кремния с дырочной проводимостью, легированного бором (КДБ-12), и с электронной проводимостью, легированного фосфором (КЭФ-4,5), с использованием C – V метода постоперационного контроля. На исходных пластинах КЭФ-4,5 и КДБ-12 был выращен диэлектрический слой диоксида кремния SiO2. Далее приповерхностный слой легировали фосфором или бором методом ионной имплантации с типом проводимости, соответствующим подложке. Был проведен постоперационный контроль дозы атомов примеси, встроенных методом ионной имплантации, по вольт-фарадным характеристикам. Профили распределения примеси для одного образца, полученные в разных точках, а также для различных образцов с одинаковой имплантированной дозой отличались незначительно. Расчет дозы имплантированных ионов и относительной погрешности показал высокую точность контроля процесса ионной имплантации путем измерения вольт-фарадных характеристик. Относительная погрешность измерений при сравнении с заданной дозой не превышала 10 %. Погрешность, выше 5 %, наблюдалась у образцов с внедренной дозой ионов, близкой к предельному значению дозы, детектируемому данным методом.


Ключевые слова: приборы с зарядовой связью, ионная имплантация, вольт-фарадные характеристики, доза имплантированных ионов.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-83-88

Аникина Анна Андреевна — Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В. И. Ульянова (Ленина) (Санкт-Петербург, 197376, ул. Профессора Попова, 5), аспирантка кафедры фотоники, специалист в области проектирования и технологии создания приборов с зарядовой связью. E-mail: tvoianna@gmail.com.

Даниленко Глеб Олегович — Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В. И. Ульянова (Ленина) (Санкт-Петербург, 197376, ул. Профессора Попова, 5), студент кафедры фотоники, специалист в области фотоэлектронных приборов.

Ламкин Иван Анатольевич —– Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В. И. Ульянова (Ленина) (Санкт-Петербург, 197376, ул. Профессора Попова, 5), кандидат технических наук, доцент кафедры фотоники, специалист в области фотоэлектронных приборов, агрофотоники и солнечной энергетики. E-mail: ialamkin@etu.ru.

Патоков Никита Олегович — Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В. И. Ульянова (Ленина) (Санкт-Петербург, 197376, ул. Профессора Попова, 5), аспирант кафедры фотоники, специалист в области фотоэлектронных приборов. E-mail: patocov@mail.ru.

Тарасов Сергей Анатольевич — Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В. И. Ульянова (Ленина) (Санкт-Петербург, 197376, ул. Профессора Попова, 5), доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой фотоники, специалист в области фотоэлектронных приборов, агрофотоники и солнечной энергетики. E-mail: satarasov@etu.ru.

Павлова Марина Дмитриевна — Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В. И. Ульянова (Ленина) (Санкт-Петербург, 197376, ул. Профессора Попова, 5), аспирант, специалист в области фотоэлектронных приборов. E-mail: mdpavlova@etu.ru.

Аникина А.А., Даниленко Г.О., Ламкин И.А., Патоков Н.О., Тарасов С.А., Павлова М.Д. Постоперационный контроль технологических параметров процесса ионной имплантации методом вольт-фарадных характеристик. Перспективные материалы, 2022, № 10, c. 83 – 88. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-10-83-88