ЭЛЕКТРОННАЯ ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ

Структура и свойства защитных композиционных покрытий Zr-Mo-Si-B и Hf-Mo-Si-B, полученных методом искрового плазменного спекания

2025-05-07T08:42:58+03:00

УДК 621.793/.795

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.2.01

Покрытия в системах Zr-Mo-Si-B и Hf-Mo-Si-B были получены методом искрового плазменного спекания (ИПС) с использованием гетерофазных порошков ZrSi₂-MoSi₂-ZrB₂ и HfSi₂-MoSi₂-HfB₂, изготовленных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Покрытия Zr-Mo-Si-B и Hf-Mo-Si-B характеризовались толщиной 1,3–1,4 мкм, обладали плотной структурой и содержали фазы, вес. %: 61 o-ZrSi₂, 15 h-ZrB₂, 15 t-MoSi₂, 8 m-ZrO₂, 1 c-ZrB и 53 o-HfSi₂, 14 h-HfB₂, 19 t-MoSi₂, 9 m-HfO₂, 5 c-HfB соответственно. Твердость покрытий составляла 15–16 ГПа, модуль упругости – 265–268 ГПа, и упругое восстановление – 38–39%. Покрытие Hf-Mo-Si-B характеризовалось минимальными значениями: а) приведенного износа 4,2×10^-5 мм³Н^-1м^-1 в условиях трения скольжения, б) объема кратера 5×10³ мкм³ при ударно-динамических испытаниях и в) скорости окисления <2,3×10-3 мг/(см²∙с) при 1200 °С. ИПС-покрытия превосходят ниобиевую подложку по износостойкости в ~ 25 раз и жаростойкости на несколько порядков.

Ключевые слова: искровое плазменное спекание, покрытия, ZrSi₂-ZrB₂-MoSi₂, HfSi₂-HfB₂-MoSi₂, механические и трибологические характеристики, жаростойкость.

Модификация поверхностного слоя композиционных мембран

2025-05-07T09:11:42+03:00

УДК 66.086.2

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.2.11

Проведены исследования по повышению пористости поверхностного слоя композиционных мембран. Для этого в состав раствора полимера в качестве порообразователя добавлены такие растворители, как этанол и ацетонитрил, температура кипения которых выше, чем у ацетона, использованного как основной ацетат целлюлозы. По результатам исследования получены образцы композиционных мембран и изучены физико-химические свойства, такие как общая пористость, толщина слоя, водопоглощение, краевой угол смачивания, а также ИК-спектры мембран. Установлены удельная производительность и задерживающая способность полученных микрофильтрационных мембран.

Ключевые слова: композиционные мембраны, пористость, ацетат целлюлозы, ацетон, этанол, ацетонитрил, краевой угол смачивания, ИК-Фурье-спектроскопия.

Формирование рельефа поверхности многослойной нанопериодической структуры Ge₅As₃₇S₅₈/Se, индуцированное электронным облучением

2025-05-07T09:18:28+03:00

УДК 621.9.048.7

DOI DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.2.18

В многослойной нанопериодической структуре (МНС) Ge₅As₃₇S₅₈/Se осуществлена электронно-лучевая запись растровых рисунков. Поверхность МНС Ge₅As₃₇S₅₈/Se, образованная группой пикселей, изучалась в атомном силовом микроскопе. Установлен вклад массопереноса в формирование объемных пикселей, образующих рельеф поверхности данной МНС. Обнаружено, что быстрое перемещения пучка электронов между заданными точечными областями облучения приводит к образованию на поверхности МНС линий в виде гребней.

Ключевые слова: электронно-лучевая запись, многослойная нанопериодическая структура, пленки халькогенидов, профиль поверхностного рельефа.

Ингибирование пируватом натрия коррозии стали в воде

2025-05-07T09:29:27+03:00

УДК 620.197.323.669.14

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.2.25

Исследован процесс коррозии стали Ст3 в воде с добавлением пирувата натрия гравиметрическим, электрохимическим методами и рентгенофазовым анализом. Показано, что введение в коррозионную среду исследуемой добавки значительно уменьшает коррозию стали. В зависимости от времени испытаний и концентрации ингибитора скорость коррозии снижается до 3,8–6,0 раз при степени защиты 73,9–83,3%.

Ключевые слова: коррозия стали Ст3, ингибитор коррозии, пируват натрия, покровные защитные слои.

Получение Cо-W покрытий из концентрированных глюконатных электролитов

2025-05-07T09:37:05+03:00

УДК 544.65

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.2.31

Исследованы электроосаждение и свойства сплава Со-W, полученного из концентрированных глюконатных электролитов. Показано, что качественные покрытия сплава с высоким выходом по току формируются при изменении прекурсоров от 0,1 до 0,5 М при соотношении концентраций лиганда Cit и сплавообразующих компонентов Со²⁺/W0₄⁺ (5:1). По результатам рентгеноструктурного анализа сделан вывод, что сплав Со-W формирует как поликристаллические твердые растворы замещения, так и термодинамически устойчивые соединения Со₃W, которые в зависимости от содержания легирующего элемента вольфрама могут быть как поликристаллическими, так и мелкодисперсными. Высокие значения микротвердости сплава 800 кг/мм2, полученные при плотности тока 1 А/дм², могут быть связаны с электрохимическим осаждением интерметаллида Со₃W, который имеет высокую микротвердость.

Ключевые слова: электролит, сплавы Co-W, скорость осаждения, состав сплавов, микротвердость, структура.

Гибридная вторичная структура марганца и серы в кремнии

2025-05-07T09:44:04+03:00

УДК 621.315.592

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.2.4

Предложены модель и результаты квантово-химического расчета гипотетической структуры Si₂MnS, аналогичной кубической структуре F43m-β-MnS. Представлены результаты сравнительного анализа полученного при квантово-химическом численном расчете положения электронов размера щели E_g структуры Si₂MnS и экспериментальные результаты измерения спектра фотопроводимости образца Si, легированного примесными атомами Mn и S. Квантово-химический расчет структуры Si₂MnS был выполнен без предварительной оптимизации геометрии в связи с тем, что оптимизация и последующий расчет методом функционала плотности дает слияние VBM и CBM (зон проводимости и валентной зоны). Углубленные теоретические исследования, детальные квантово-химические расчеты и эксперименты в области создания нового класса гибридных соединений с кубической решеткой типа алмаза с участием элементов групп IV/III–V и IV/II–VI позволят в дальнейшем спрогнозировать новые структуры.

Ключевые слова: модель, квантово-химический расчет, неизовалентное соединение, монокристаллический кремний, марганец, сера, фотопроводимость.

На пути к биомолекулярной электронике и ионике на основе РНК с различными противоионами

2025-05-07T09:53:16+03:00

УДК 539.2

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.2.50

Рассматриваются аргументы, подтверждающие и опровергающие возможность твердотельного подхода к анализу свойств РНК и других нуклеиновых кислот. Даются обоснования рациональности параллельной индикации электрофизических и фазовых свойств нуклеиновых кислот и их составляющих с учeтом эффектов и механизмов воздействия компонентов среды. Отмечается зависимость таких эффектов от ионного состава среды и степени гидратации образца. Предлагаются методы исследования зависимости электрофизических свойств дегидратированных, твердотельных образцов РНК от ионного состава среды, в частности, от природы противоиона. Использованный набор методов включает в себя прямую визуализацию зарядки поверхности образцов с использованием электронного пучка сканирующего электронного микроскопа и осциллографии распространения волн заряда; измерения протонной магнитной релаксации для оценки времен спин-спиновой релаксации и доли протонов с различными степенями подвижности; анализ фазового состояния кристаллической РНК и её солей путем термогравиметрии; анализ дисперсии диэлектрической проницаемости кристаллической РНК и её солей вплоть до сверхвысокочастотного диапазона. Таким образом, для задач создания биоэлектроники/биомолекулярной электроники на основе твердотельной РНК экспериментально доказывается: а) возможность проведения электрофизического сигнала на поверхности гранулятов РНК; б) наличие микро/наноструктуры, способной к проведению электрофизического сигнала РНК; в) зависимость проведения сигнала от ионного состава среды и степени гидратации образца. У твердотельной РНК и её соли зарядка под электронным пучком, подвижность протонов и частотная зависимость (дисперсия) диэлектрической проницаемости в радиочастотном диапазоне (вплоть до СВЧ) существенно различаются.

Ключевые слова: РНК-биоэлектроника, органическая электроника, биомолекулярная электроника, супрамолекулярная ионика, сканирующая электронная микроскопия, метод протонной магнитной релаксации, ЯМР, термогравиметрический анализ, импедансная спектроскопия.