ЭЛЕКТРОННАЯ ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ

Повышение износостойкости жаропрочного никелевого сплава с помощью анодной плазменно-электролитной обработки

2025-07-02T14:45:55+03:00

УДК 544.558+66.088

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.3.01

Показана возможность плазменно-электролитной обработки жаропрочного никелевого сплава ХН77ТЮР, которая приводит к удалению краевых трещин, снижению твердости и повышению износостойкости. Установлено, что обработка в электролите на основе карбамида и хлорида аммония приводит к образованию нитроцементованных слоев без формирования соединений включения. Проведены трибологические испытания по схеме «шар–диск», которые показали наилучшие результаты после обработки при 900 °С (снижение объемного износа в 15,7 раза), когда сокращение шероховатости (в 5 раз) и наличие оксидных слоев большой толщины определяют равномерный период приработки, выходя на более низкое значение коэффициента трения, а гомогенизация сплава, сопровождающаяся удалением трещин, определяет более мягкий механизм изнашивания. Получены положительные результаты при испытаниях на абразивный износ: после обработки при 600 и 900 °С объемный износ снижается в 2,6 и 2,2 раза соответственно.

Ключевые слова: жаропрочный никелевый сплав, плазменно-электролитная обработка, микротвердость, шероховатость, износостойкость, коэффициент трения.

Структура, механические и коррозионные свойства покрытий на основе твердого раствора ZrN

2025-07-02T16:29:35+03:00

УДК 67.017

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.3.12

Исследованы структура, элементный состав, механические и коррозионные свойства вакуумно-дуговых покрытий (Zr, Nb)N, (Zr, Hf)N и (Zr, Nb, Hf)N, нанесенных на титановый сплав Ti-6Al-4V. В качестве методов исследования использовались рентгеноструктурный анализ, сканирующая электронная микроскопия, измерение микротвердости, адгезионные и коррозионные испытания. Установлено, что покрытия представляли собой однофазные твердые растворы на основе ZrN. Наибольшее значение микротвердости (17 ГПа) наблюдалось для покрытия (Zr, Hf, Nb)N, а наименьшее значение (9 ГПа) – для покрытия (Zr, Nb)N. Покрытие (Zr, Hf)N обладало наибольшей критической силой Lc3 при адгезионных испытаниях. Сравнение с полученными ранее данными показало, что уменьшение концентрации ниобия в покрытии (Zr, Nb)N и увеличение концентрации гафния в покрытии (Zr, Hf)N приводят к росту критической силы Lc3. Коррозионные испытания, проведенные в 3% растворе NaCl в гальваностатическом режиме, показали, что покрытие (Zr, Nb)N сохраняет сплошность по всей поверхности сплава в отличие от покрытий, содержащих атомы Hf.

Ключевые слова: титановый сплав, медицинские имплантаты, нитридное покрытие, адгезия, микротвердость, коррозия.

Электрохимическое и коррозионное поведение сплавов Ni–Re и их компонентов

2025-07-02T16:52:52+03:00

УДК 621.9.047.7:669.018.8

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.3.24

Исследована сравнительная коррозионная стойкость и электрохимическое поведение деформированных и отожженных сплавов Ni-Re и их компонентов в кислых, щелочных и нейтральных средах. Легирование никеля рением приводит к резкому упрочнению твердого раствора как в деформированном, так и в отожженном состоянии. Однако при этом уменьшается коррозионная стойкость сплава в 48%-й H₂SO₄, но возрастает в концентрированных HCl и HNO₃. Установлена диффузионно-миграционная природа предельного тока сплавов при анодной поляризации в растворах NaCl (как и при растворении Ni и Co). Деформированные металлы менее стойки, чем отожженные во всех средах.

Ключевые слова: коррозионная стойкость, никель-рениевые сплавы, деформированный сплав, отожженный сплав, испытания в агрессивных средах.

Влияние γ-облучения на электрофизические параметры кремния, легированного никелем, при выращивании методом Чохральского

2025-07-02T17:04:23+03:00

УДК 621.315.592

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.3.38

Исследовано влияние γ-облучения на электрофизические параметры кремния, легированного никелем в процессе выращивания из расплава по методу Чохральского. Экспериментальные результаты, полученные методом растровой электронной микроскопии показали, что в кремнии, легированном никелем, при выращивании формируются скопления атомов Ni размером ~ 6÷8 мкм с поверхностной плотностью ~ (5÷8) × 10³ см^-2. Установлено, что при облучении γ-квантами ⁶⁰Со контрольных образцов, не легированных никелем, происходит компенсация материала вследствие генерации глубоких центров радиационного происхождения. Показано, что в процессе облучения атомы никеля диффундируют из скоплений в матрицу кремния, где при взаимодействии с радиационно-генерируемыми вакансиями междоузельные атомы никеля Ni_i переходят в электрически активное положение в узле кристаллической решетки Ni_s. Данные примесно-дефектные центры (Ni_s) термически устойчивы по крайней мере до температуры отжига 600 °C.

Ключевые слова: γ-облучение, скопления, никель, легирование, кремний.

Методика построения ультразвуковой системы установки термозвуковой сварки методом «шарик-клин»

2025-07-02T17:17:30+03:00

УДК 621.791.16

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.3.45

Предложена методика построения ультразвуковой системы, определяющая стабильность термозвуковой микросварки золотой проволоки диаметром 17,5–50 мкм при сборке изделий электроники в металлокерамических корпусах. Проведено моделирование волновода на стандартной частоте ультразвуковых колебаний 66 кГц и повышенной частоте 136 кГц.

Ключевые слова: проволочный монтаж, металлокерамические корпуса, ультразвуковая/термозвуковая микросварка, ультразвуковой преобразователь, волновод, скорость звука, сварочный капилляр.

Управление локализацией электрона в пентамерных нанокластерах различных конфигураций во внешнем электрическом поле

2025-07-02T17:24:44+03:00

УДК 538.9+539.1.01+539.189

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.3.52

Предложена минимальная теоретическая модель для описания динамики локализации обобществлённого электрона в пентамерном нанокластере во внешнем низкочастотном электрическом поле с учётом электрон-колебательного взаимодействия. На её основе получена система дифференциальных уравнений относительно временных зависимостей амплитуд вероятности нахождения электрона на различных центрах пентамера. Эта модель применяется для описания пентамеров линейной и плоско-квадратной конфигураций. Для этих двух типов геометрической конфигурации пентамеров проведены численные расчёты при различных значениях модельных параметров. Предложенная модель характеризуется тем, что центры нанокластера рассматриваются как слабо туннельно-связанные, причем существенную роль играет электрон-колебательная связь с лигандным окружением на каждом из его центров. При этом туннелирование учитывается только между ближайшими центрами нанокластера, а сами центры, рассматриваемые совместно с их лигандным окружением, считаются эквивалентными. Выявлена управляющая роль внешнего электрического поля, которая состоит в том, что вариации его частоты и амплитуды напряжённости позволяют реализовать различные режимы электронной локализации в пентамерном нанокластере и регулировать присущие им характеристики. Полученные режимы распределения электронной плотности в нанокластере характеризуются формой временной зависимости, длительностью полной локализации электрона на кластерных центрах и скоростью межцентрового переключения локализации электрона.

Ключевые слова: пентамерный нанокластер, лигандное окружение, электрон-колебательное взаимодействие, низкочастотное электрическое поле, локализация электрона.

Cинхронизация и симметрирование базовых напряжений силовых электронных преобразователей трансформаторного типа в зоне сверхмодуляции инверторов напряжения

2025-07-02T17:31:57+03:00

УДК 621.314.572

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2025.61.3.61

В данной статье рассмотрены особенности синхронного регулирования инверторных блоков двух топологий фотопреобразовательных установок трансформаторного типа на базе двух и трех трехфазных инверторов напряжения, работающих в специфической зоне сверхмодуляции инверторов, характеризующейся повышенными, близкими к максимальным значениям, индексами модуляции инверторов. Показано, что, в случае двухдиапазонной стратегии управления инверторами в режиме сверхмодуляции, модифицированные алгоритмы синхронной векторной модуляции, включающие использование специализированных корректирующих коэффициентов для каждого поддиапазона зоны сверхмодуляции, позволяют обеспечить непрерывную синхронизацию и симметрию базовых форм напряжения на инверторных обмотках силового трансформатора фотопреобразовательных систем на протяжении всей зоны сверхмодуляции инверторов. Результаты моделирования процессов в системах подтверждают факт отсутствия в спектрах базовых напряжений анализируемых фотопреобразовательных устройств гармонических составляющих четного порядка и субгармоник (основной частоты фотопреобразовательных станций) на всем диапазоне двухэтапного регулирования инверторов в зоне сверхмодуляции. Подобное улучшение гармонического состава базовых напряжений приводит к снижению потерь и повышению эффективности функционирования фотопреобразовательных установок на базе инверторов с синхронной модуляцией, что особенно важно для систем повышенной мощности, характеризующихся относительно низкой частотой коммутации вентилей инверторных блоков.

Ключевые слова: трехфазный инвертор напряжения, синхронная широтно-импульсная модуляция, фотопреобразовательная установка, многообмоточный силовой трансформатор, гармонический состав напряжения.