ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2023, №06
Тонкие наноструктурированные
пленки n-WSe2 и их применение
в полупроводниковых фотокатодах p-Si
для получения водорода расщеплением воды
О. В. Рубинковская, Д. В. Фоминский, В. Н. Неволин,
Р. И. Романов, П. Ф. Карцев, Х. Цзян, В. Ю. Фоминский
Исследованы возможности регулирования структуры и типа проводимости пленок WSe2, формируемых на кремнии p-типа проводимости путем термической обработки тонкопленочного прекурсора, который предварительно получен методом импульсного лазерного осаждения. Импульсная лазерная абляция мишеней из WSe2 и рения позволила получить аморфные пленки WSex (х > 2), содержащие атомы рения и включения наночастиц b-W. При термообработке при 450 °С происходит кристаллизация аморфной матрицы и формирование слоистой оболочки 2Н-WSe2 в окружении металлических наночастиц. Легирование рением обуславливало получение полупроводниковых пленок WSe2 n-типа проводимости, которые по совокупности свойств (ширина запрещенной зоны ~ 1,2 эВ, высокая каталитическая активность, низкое сопротивление токопрохождению) представляют перспективный материал для создания фотокатодов на p-Si для эффективного свето-активированного получения водорода в кислотном растворе. Проведены теоретические расчеты, позволяющие выделить локальные участки поверхности сформированных пленок WSe2 с повышенной каталитической активностью в реакции образования молекул водорода.
Ключевые слова: диселенид вольфрама, тип проводимости, фотокатод, наночастицы, рений, расщепление воды, гетеропереход.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-5-16
Рубинковская Оксана Владимировна — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, Москва, Каширское ш., 31), аспирант, специалист в области получения и исследования полупроводниковых катализаторов на основе халькогенидов переходных металлов. E-mail: ovrubinkovskaya@mephi.ru.
Фоминский Дмитрий Вячеславович — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, Москва, Каширское ш., 31), инженер, специалист в области импульсного лазерного осаждения тонких пленок и наноструктур. E-mail: dmitryfominski@gmail.com.
Неволин Владимир Николаевич — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, Москва, Каширское ш., 31), доктор физико-математических наук, профессор, специалист в области физики тонких пленок и наносистем. E-mail: vnnevolin@mephi.ru.
Романов Роман Иванович — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, Москва, Каширское ш., 31), кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, специалист в области физико-химических методов получения и исследования тонкопленочных структур различного функционального назначения. E-mail: limpo2003@mail.ru.
Карцев Петр Федорович — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, Москва, Каширское ш., 31), кандидат физико-математических наук, доцент, специалист в области теоретического анализа квантово-механических эффектов в каталитических процессах расщепления воды. E-mail: pfkartsev@mephi.ru.
Цзян Хуалин — Наньчанский университет Хангконга, профессор, cпециалист в области получения и исследования новых наноматериалов-фотокатализаторов для фото-активированного расщепления воды, сопровождающегося выделением водорода и ее очистки от различных загрязняющих веществ. E-mail: hua20022000@126.com.
Фоминский Вячеслав Юрьевич — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, Москва, Каширское ш., 31), доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, специалист в области физики тонких пленок, наноструктур и пучковых технологий модифицирования поверхности. E-mail: vyfominskij@mephi.ru.
Рубинковская О.В., Фоминский Д.В., Неволин В.Н., Романов Р.И., Карцев П.Ф., Цзян Х., Фоминский В.Ю. Тонкие наноструктурированные пленки n-WSe2 и их применение в полупроводниковых фотокатодах p-Si для получения водорода расщеплением воды. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 5 – 16. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-5-16
Исследование механических свойств
и структуры композита
серебро – полиэтилентерефталат
Д. В. Панов
Методом матричного синтеза получены образцы композита “серебро – полимер”. В качестве матрицы использовали трековые мембраны из полиэтилентерефталата с порами разного диаметра при различной концентрации. Заполнение пор матрицы проводили методом электрохимического осаждения. Исследованы структура и механические свойства данного композита, представляющего собой полимерную пористую матрицу с нано- и микропроволоками серебра, осажденного в поры. Экспериментально определены механические свойства образцов (получены диаграммы напряжение – деформация при растяжении образцов). Методом растровой электронной микроскопии (РЭМ) установлены длина и концентрация нано- и микропроволок, заполняющих поры матрицы ПЭТФ. Длина нано- и микропроволок неодинакова в одном и том же образце, при этом наблюдали частое взаимное пересечение проволок. Вероятность пересечения и количество пересекающихся нано- и микропроволок были рассчитаны по ранее разработанной методике, основанной на методе одиночной связи. Показано, что на механические свойства металл-полимерного композита существенное влияние оказывают количество пересечений проволок и, при одинаковой концентрации проволок, — их диаметр.
Ключевые слова: матричный синтез, трековые мембраны, электрохимическое осаждение, нано- и микропроволоки, механические свойства.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-17-23
Панов Дмитрий Вячеславович — Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики” (101000, Москва, Мясницкая, 20), аспирант; ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН (119333, Москва, Ленинский проспект, 59), младший научный сотрудник, специализируется в области матричного синтеза, растровой электронной микроскопии. E-mail: dggamer@mail.ru.
Панов Д.В. Исследование механических свойств и структуры композита серебро – полиэтилентерефталат. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 17 – 23. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-17-23
Влияние пористости материалов на основе
трикальциевого фосфата на поведение
мезенхимных стволовых клеток
П. В. Евдокимов, А. К. Киселева, Д. С. Ларионов,
Е. С. Новоселецкая, А. Ю. Ефименко, И. М. Щербаков,
Г. А. Шипунов, В. Э. Дубров, В. И. Путляев
Исследовано поведение первично выделенных стромальных клеток человека, включая дермальные фибробласты и мезенхимные стволовые/стромальные клетки (МСК), при взаимодействии с керамическими материалами на основе трикальциевого фосфата (ТКФ) с различным размером пор. Изучено влияние эмульгатора на реологические характеристики фотоотверждаемых эмульсий на основе фосфата кальция. Продемонстрирована зависимость условий получения фотоотверждаемых эмульсий на размер пор в керамических материалах на основе Ca3(PO4)2. Проведены исследования биосовместимости макропористой биокерамики при культивировании стромальных клеток человека и влияния образцов материала с различным размером пор на транскрипционную активность МСК in vitro.
Ключевые слова: биокерамика, регенерация костной ткани, фосфаты кальция, макропористость.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-24-32
Евдокимов Павел Владимирович — Институт общей и неорганической химии Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 31); Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова (119191, Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области биокерамики, спекания фосфатов кальция. E-mail: pavel.evdokimov@gmail.
Киселева Анна Константиновна — Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова (119191, Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), студентка, специалист в области биоматериалов, спекания фосфатов кальция. E-mail: anyatca@ya.ru.
Ларионов Дмитрий Сергеевич — Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова (119191, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3), младший научный сотрудник, специалист в области биоматериалов, получения фосфатов кальция. E-mail: dmiselar@gmail.com.
Новоселецкая Екатерина Сергеевна — Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова (119991, Москва, Ленинские горы, 1), кандидат биологических наук, лаборант-исследователь, специалист в области стволовых клеток. E-mail: kuznecova2793@mail.ru.
Ефименко Анастасия Юрьевна — Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова (119991, Москва, Ленинские горы, 1), кандидат медицинских наук, заведующая лабораторией репарации и регенерации тканей. E-mail: efimenkoan@gmail.com.
Щербаков Иван Михайлович — Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова (119991, Москва, Ленинские горы, 1), ассистент кафедры общей и специализированной хирургии ФФМ МГУ, специалист в области регенерации костной ткани. E-mail: imscherbackov@yandex.ru.
Шипунов Георгий Александрович — Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова (119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3), аспирант, специалист в области регенерации костной ткани. E-mail: shipunovgeorge@gmail.com.
Дубров Вадим Эрикович — Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова (119991, Москва, Ленинские горы, 1), доктор медицинских наук, заведующий кафедрой общей и специализированной хирургии, специалист в области регенерации костной ткани. E-mail: vduort@gmail.com.
Путляев Валерий Иванович — Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова (119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3), кандидат химических наук, доцент, специалист в области материаловедения. E-mail: valery.putlayev@gmail.com.
Евдокимов П.В., Киселева А.К., Ларионов Д.С., Новоселецкая Е.С., Ефименко А.Ю., Щербаков И.М., Шипунов Г.А., Дубров В.Э., Путляев В.И. Влияние пористости материалов на основе трикальциевого фосфата на поведение мезенхимных стволовых клеток. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 24 – 32. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-24-32
Поведение ионов-допантов при растворном
синтезе замещенных фосфатов кальция
И. В. Фадеева, А. А. Форысенкова, В. А. Волченкова,
А. А. Фомина, В. Б. Смирнова, С. М. Баринов
Исследована зависимость состава (Zn, Cu, Co, Ni, Mn)-замещенных фосфатов кальция, полученных осаждением из водного раствора и гетерофазным методом с использованием механоактивации. Синтезированы фосфаты с соотношением металл/фосфор 1,5 и 1,67, прекурсоры для получения трикальций фосфата и гидроксиапатита, соответственно. Полученные образцы были исследованы методами АЭС-ИСП и пламенной ААС. Количественно определено содержание Zn, Cu, Co, Ni, Mn в образцах и маточных растворах. Установлено, что содержание ионов Cu2+, Zn2+, Co2+, Ni2+ в фосфатах сильно занижено по сравнению с расчетными количествами, введенными при синтезе. При этом для трикальций фосфата осаждение из раствора и гетерофазный метод дают сопоставимые результаты содержания ионов-допантов. В то же время гетерофазное получение замещенных гидроксиапатитов повышает содержание иона-допанта в продукте на ≈ 48 %.
Ключевые слова: фосфаты кальция, катионное замещение, допанты: Zn, Cu, Co, Ni, Mn; АЭС-ИСП, пламенная ААС.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-34-41
Фадеева Инна Вилоровна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119361, Москва, Озерная ул., 48, 2с), кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории керамических композиционных материалов, специалист в области керамических и композиционных материалов. E-mail: fadeeva_inna@mail.ru.
Форысенкова Анна Александровна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119361, Москва, Озерная ул., 48, 2с), aспирант, специалист в области химии и технологии неорганических веществ и материалов. E-mail: aforysenkova@gmail.com.
Волченкова Валентина Анатольевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области аналитической химии, в том числе атомно-абсорбционного анализа и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. E-mail: volch.v.a@mail.ru.
Смирнова Валентина Борисовна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области анализа природных и промышленных объектов методом атомно-абсорбционной спектрометрии. E-mail: v.smirnova48@bk.ru.
Фомина Алла Алексеевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, руководитель группы пробоподготовки, специалист в области методов пробоподготовки при проведении количественного элементного анализа природных и промышленных объектов инструментальными методами. E-mail: fomina2402@mail.ru.
Баринов Сергей Миронович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), член-корреспондент РАН, доктор технических наук, главный научный сотрудник, заведующий лабораторией композиционных керамических материалов, специалист в области медицинского материаловедения.
Фадеева И.В., Форысенкова А.А., Волченкова В.А., Фомина А.А., Смирнова В.Б., Баринов С.М. Поведение ионов-допантов при растворном синтезе замещенных фосфатов кальция. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 34 – 41. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-34-41
Адсорбционные свойства по отношению
к метану функционального пористого
материала на основе отходов кофе
А. Е. Меметова, А. Д. Зеленин, Н. Р. Меметов,
В. С. Ягубов, Н. А. Чапаксов, Р. А. Столяров,
А. В. Герасимова, Э. С. Мкртчян
Получен новый микропористый углеродный материал (МУМ-51) из отработанной кофейной гущи, путем карбонизации и активации КОН. МУМ-51 охарактеризован методами: адсорбции-десорбции N2при 77 К, рентгеноструктурного анализа, ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье, спектроскопии комбинационного рассеяния (КР). Исследована адсорбция метана на полученном адсорбенте при давлениях до 10 МПа и температурах 298,15, 303,15, 308,15, 313,15, 318,15, 323,15 К. Удельный объем пор адсорбента, определенный по теории функционала электронной плотности (Density Functional Theory — DFT), составляет VDFT = 1,604 см3/г, удельная поверхность по методу Брунауэра – Эммета – Тейлора (БЭТ) — SБЭТ = 3456 м2/г. Максимальная величина адсорбции метана при температуре 298,15 К и давлении 10 МПа достигает ~ 19 ммоль/г. Экспериментальные данные адсорбции метана на МУМ-51 были проанализированы с использованием модели адсорбции Дубинина – Радушкевича в интервале температур 298,15 – 323,15 К и давлении до 10 МПа. Установлено, что средние относительные отклонения между экспериментальными результатами и результатами, полученными с помощью модели Дубинина – Радушкевича, составляют менее 3 %. Начальная дифференциальная мольная теплота адсорбции метана на адсорбенте МУМ-51 равна 28,7 кДж/моль. Показано, что углеродный материал, полученный из отработанной кофейной гущи, обладающий высокими значениями площади удельной поверхности и пористости может быть эффективно использован в качестве адсорбента парниковых газов, в частности метана.
Ключевые слова: адсорбция, микропористый углеродный адсорбент, метан, пористая структура, изотермы адсорбции, теплота адсорбции
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-42-51
Меметова Анастасия Евгеньевна — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”) (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, доцент, специалист в области процессов сорбции. E-mail: anastasia.90k@mail.ru.
Зеленин Андрей Дмитриевич — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), ведущий инженер, специалист в области нанотехнологий. E-mail: zeleandrey@yandex.ru.
Меметов Нариман Рустемович —Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”) (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой, специалист в области нанотехнологий. E-mail:
memetov.nr92@mail.tstu.ru.
Ягубов Виктор Сахибович — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”) (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, инженер, специалист в области нанотехнологий. E-mail: vitya-y@mail.ru.
Чапаксов Николай Андреевич —Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”) (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), старший лаборант, специалист в области нанотехнологий. E-mail: tchapaxov.nikolaj@yandex.ru.
Столяров Роман Александрович —Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”) (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, доцент, специалист в области нанотехнологий. E-mail: stolyarovra@mail.ru
Герасимова Алена Владимировна — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”) (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, ассистент кафедры, специалист в области нанотехнологий. E-mail: alyona_gerasimova_92@mail.ru.
Мкртчян Элина Сааковна — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”) (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), инженер, специалист в области процессов сорбции. E-mail: elina.mkrtchyan@yandex.ru.
Меметова А.Е., Зеленин А.Д., Меметов Н.Р., Ягубов В.С., Чапаксов Н.А., Столяров Р.А., Герасимова А.В., Мкртчян Э.С. Адсорбционные свойства по отношению к метану функционального пористого материала на основе отходов кофе. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 42 – 51. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-42-51
Потенциодинамическое исследование
свинцового баббита БЛа (PbSb15Sn10)
с лантаном в среде электролита NaCl
М. С. Зарифова, И. Н. Ганиев, Х. И. Холов,
С. К. Шарипов, Ф. К. Ходжаев
Проведено коррозионно-электрохимическое исследование влияния добавок лантана как легирующего компонента на анодное поведение свинцового баббита марки БЛа (PbSb15Sn10), в среде электролита NaCl с концентрацией хлорид-иона 0,03; 0,3 и 3,0 масс. %. Анодное поведение баббитов изучено потенциостатическим методом при скорости развертки потенциала 2 мВ/с. Содержание лантана в свинцовом баббите БЛа (PbSb15Sn10) составило 0,01, 0,1, 0,50 и 1,0 масс. %. Установлено, что с ростом концентрации хлорид-иона в электролите NaCl наблюдается смещение в отрицательную область значений потенциалов коррозии, питтинго-образования и репассивации баббитов. Зависимость потенциала свободной коррозии свинцового баббита от времени смещается в положительную область. Независимо от состава баббитов установлен рост скорости их коррозии при увеличении концентрации NaCl в электролите. Добавки лантана к свинцовому баббиту увеличивают его коррозионную стойкость. Показано, что свинцовый баббит корродирует по питтинговому механизму и лантан как легирующий компонент свинцового баббита БЛа (PbSb15Sn10) способствует сдвигу потенциалов питтингообразования и репассивации в область положительных значений. Это приводит к росту устойчивости свинцового баббита к питтинговой коррозии, а также способствует залечиванию зарождающихся питтинговых очагов.
Ключевые слова: свинцовый баббит БЛа (PbSb15Sn10), потенциостатический метод, электрохимическое поведение, электролит NaCl, потенциал свободной коррозии, скорость коррозии.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-52-59
Зарифова Махджуба Салохиддинова — ГНУ Институт химии имени
В.И. Никитина НАН Таджикистана (734063, Республика Таджикистан, Душанбе, ул. Айни 299/2), PhD доктор, специалист в области физической химии. E-mail: zarifova.m@mail.ru.
Ганиев Изатулло Наврузович — ГНУ Институт химии имени В.И. Никитина НАН Таджикистана (734063, Республика Таджикистан, Душанбе, ул. Айни 299/2), доктор химических наук, профессор, академик НАН Таджикистана, заведующий лабораторией, специалист в области материаловедения. E-mail: ganiev48@mail.ru.
Холов Холмахмад Исроилович — ГНУ Институт химии имени В.И. Никитина НАН Таджикистана (734063, Республика Таджикистан, Душанбе, ул. Айни 299/2), PhD, старший научный сотрудник, специалист в области обогащения полезных ископаемых. E-mail: Kholmahmad90@mail.ru.
Шарипов Соатулло Косимович — ГНУ Институт химии имени
В.И. Никитина НАН Таджикистана (734063, Республика Таджикистан, Душанбе, ул. Айни 299/2), соискатель, специалист в области материаловедения. E-mail: soatullo@mail.ru.
Ходжаев Фируз Камолович — Таджикский технический университета имени М.С. Осими (734063, Республика Таджикистан, Душанбе, ул. акад. Раджабовых, 10), PhD, старший преподаватель, специалист в области металлургии. E-mail: firuz1083@mail.ru.
Зарифова М.С., Ганиев И.Н., Холов Х.И., Шарипов С.К., Ходжаев Ф.К. Потенциодинамическое исследование свинцового баббита БЛа (PbSb15Sn10) с лантаном в среде электролита NaCl. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 52 – 59. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-52-59
Исследование покрытий на основе
системы Ti – Al – C при помощи синхротронного
излучения и рентгеновской дифракции
А. А. Маслов, А. Ю. Назаров, А. А. Николаев,
Э. Л. Варданян , К. Н. Рамазанов
Исследован фазовый состав покрытий на основе системы Ti – Al – C при помощи съемки на рентгеновском дифрактометре и источнике синхротронного излучения. Покрытие на основе системы Ti – Al – C было нанесено на образцы из молибдена и титана методом катодно-дугового осаждения с двух однокомпонентных катодов из титана и алюминия в смеси ацетилена и аргона. В результате исследования фазового состава показано, что образование фаз Ti2AlC и Ti2C зависит от режима термообработки. При помощи синхротронного излучения исследована фазовая стабильность покрытия при нагреве образца до 1500 °С в вакууме. Установлено, что покрытие после осаждения имеет аморфную структуру, которая кристаллизуется после отжига в вакууме с формированием фаз Ti2AlC, Ti2C и интерметаллидов Ti – Al.
Ключевые слова: плазменная обработка, вакуумно-дуговое осаждение, МАХ фаза, синхротронное излучение, рентгеноструктурный анализ.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-60-66
Маслов Алексей Андреевич — Уфимский государственный авиационный технический университет (450008, Республика Башкортостан, Уфа,
ул. К. Маркса, 12), лаборант, специалист в области жаростойких и теплобарьерных покрытий. E-mail: alexey.maslov2011@gmail.com.
Назаров Алмаз Юнирович — Уфимский государственный авиационный технический университет (450008, Республика Башкортостан, Уфа,
ул. К. Маркса, 12), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области износостойких покрытий для режущего инструмента. E-mail: nazarov_almaz15@mail.ru.
Николаев Алексей Александрович — Уфимский государственный авиационный технический университет (450008, Республика Башкортостан, Уфа, ул. К. Маркса, 12), лаборант, специалист в области упрочнения титановых сплавов. E-mail: alex.nkv8@gmail.com.
Варданян Эдуард Леонидович — Уфимский государственный авиационный технический университет (450008, Республика Башкортостан, Уфа,
ул. К. Маркса, 12), доктор технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области упрочнения металлорежущего инструмента.
Погиб 11.08.2022.
Рамазанов Камиль Нруллаевич — Уфимский государственный авиационный технический университет (450008, Республика Башкортостан, Уфа,
ул. К. Маркса, 12), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области ионного азотирования. E-mail: ramazanov.kn@ugatu.su.
Маслов А.А., Назаров А.Ю., Николаев А.А., Варданян Э.Л., Рамазанов К.Н. Исследование покрытий на основе системы Ti – Al – C при помощи синхротронного излучения и рентгеновской дифракции. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 60 – 66. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-60-66
Трибологические характеристики
конструкционных легированных сталей
после лазерной модификации поверхности
С. И. Яресько, А. Т. Козаков, А. В. Сидашов, В. И. Щербаков
Исследованы микроструктуры и трибологические характеристики модифицированной поверхности конструкционных легированных сталей 12Х2Н4А и 38Х2МЮА после лазерной обработки (ЛО) с использованием иттербиевого непрерывного волоконного лазера. Лазерную обработку поверхности осуществляли на воздухе при мощности лазерного излучения 75 и 100 Вт и скорости сканирования лазерного луча, изменяющейся в диапазоне от 2 до 14 мм/с. Микро- и макроструктура сталей исследованы методами металлографии и дюрометрии, определено строение зон лазерного воздействия (ЗЛВ) и структурные составляющие стали в них. Показано, что наиболее существенное влияние на размеры ЗЛВ оказывает скорость сканирования при мощности излучения 100 Вт. Максимальная глубина ЗЛВ при ЛО без оплавления поверхности при исследованных режимах составляет для стали 12Х2Н4А 310 мкм, для стали 38Х2МЮА — 170 мкм. В зависимости от режима упрочнения микротвердость в ЗЛВ для стали 12Х2Н4А увеличивается от 1,36 до 1,97 раза, для стали 38Х2МЮА — в 2,0 – 2,6 раза. В результате трибоиспытаний, выполненных по схеме “диск – палец”, показано, что при глубине упрочненного слоя ~ 100 мкм снижение линейного износа и интенсивности изнашивания для сталей 12Х2Н4А и 38Х2МЮА составляет 26,6 % и 43,9 % соответственно.
Ключевые слова: лазерная обработка, конструкционные стали, зона лазерного воздействия, металлография, микротвердость, трибоиспытания, интенсивность изнашивания.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-67-79
Яресько Сергей Игоревич — Самарский филиал Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (443011, Самара, ул. Ново-Садовая, 221), доктор технических наук, заведующий лабораторией, специалист в области лазерной технологии, физики взаимодействия лазерного излучения с веществом, физики поверхности твердого тела, трибологии. E-mail: yarsi54@gmail.com.
Козаков Алексей Титович — НИИ Физики Южного федерального университета (344091, Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 194), доктор физико-математических наук, заведующий отделом, специалист в области физики твердого тела, физики поверхности твердого тела, физики взаимодействия рентгеновского излучения с веществом, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, трибологии. E-mail: kozakov_a@mail.ru.
Сидашов Андрей Вячеславович — Ростовский государственный университет путей сообщения (344038, Ростов-на-Дону, пл. Народного Ополчения, 2), кандидат физико-математических наук, доцент, специалист в области физики твердого тела, физики поверхности твердого тела, физики взаимодействия рентгеновского излучения с веществом, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, трибологии. E-mail: iav-1980@yandex.ru.
Щербаков Владимир Иванович — Самарский филиал Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (443011, Самара ул. Ново-Садовая, 221), инженер-исследователь, специалист в области лазерной технологии, трибологии. E-mail: vladimir@fian.smr.ru.
Яресько С.И., Козаков А.Т., Сидашов А.В., Щербаков В.И. Трибологические характеристики конструкционных легированных сталей после лазерной модификации поверхности. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 67 – 79. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-67-79
Пористость консолидированных
методом газовой экструзии компактов
из никелевых нанопорошков
М. И. Алымов, А. И. Епишин, Ф. Ф. Галиев
Представлен метод расчета давления газа внутри пор из минимального размера закрытой поры. Оценка давления в поре проведена на материалах, полученных консолидацией нанопорошков никеля горячей газовой экструзией. Методом растровой электронной микроскопии показано, что минимальный размер поры равен 220 нм. Формула для расчета давления в поре выведена из формулы для определения критического радиуса поры. Формула учитывает внешнее давление воздействия (давление газа в процессе экструзии было равно 400 МПа), коэффициент поверхностного натяжения и предел текучести никеля (при температуре начала экструзии равном 910 °С), а также минимальный радиус поры. Предложенный способ расчета давления внутри закрытой поры позволит оценить механические свойства материалов, полученных различными методами порошковой металлургии.
Ключевые слова: нанопорошки, никель, горячая газовая экструзия, размер пор, пористость, давление газа в поре, порошковая металлургия.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-80-84
Алымов Михаил Иванович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова, Российской академии наук (142432, Черноголовка, улица Академика Осипьяна, 8), доктор технических наук, член-корреспондент РАН, директор ИСМАН, специалист в области консолидации нанопорошковых материалов. Е-mail: alymov@ism.ac.ru.
Епишин Александр Игоревич — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова, Российской академии наук (142432, Черноголовка, улица Академика Осипьяна, 8), доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области материаловедения жаропрочных сплавов. E-mail: a.epsihin2021@gmail.com.
Галиев Фанис Фанилович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова, Российской академии наук (142432, Черноголовка, улица Академика Осипьяна, 8), младший научный сотрудник, специалист в области порошкового материаловедения. E-mail: galiev@ism.ac.ru.
Алымов М.И., Епишин А.И., Галиев Ф.Ф. Пористость консолидированных методом газовой экструзии компактов из никелевых нанопорошков. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 80 – 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-80-84
