ЭЛЕКТРОННАЯ ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ

Электроискровое осаждение твердых, износостойких и антифрикционных покрытий на подложки из сплава γ-TiAl в контролируемой газовой среде

Замулаева Е.И. — 2024-08-22

УДК 621.9.048

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2024.60.4.01

Изучено влияние среды осаждения Аr, C₂H₂, N₂ на структуру, механические и трибологические свойства покрытий, полученных по технологии импульсной электроискровой обработки интерметаллидного сплава 4822 циркониевым электродом. В среде Ar образуется сплошное однородное покрытие на основе твердого раствора β-Zr с низким модулем упругости 83 ГПа, твердостью 6,2 ГПа и толщиной ~ 50 мкм. В среде C₂H₄ формируется покрытие с матрицей β-Zr, в которой распределены зерна карбидной фазы (Zr, Ti)C и фазы Лавеса h-Zr₂Al, характеризующееся твердостью 10,6 ГПа и модулем Юнга 144 ГПа. В среде N₂ образуется двухслойное покрытие на основе зерен (Ti, Zr)N с матрицей TiAl во внутреннем и TiAl₃ в верхнем ее слое покрытия. Доля мелких зерен (Ti, Zr)N на глубине до 5–7 мкм от поверхности больше и плотность их распределения выше, чем в глубине покрытия. Покрытие обладает низкими значениями износа и коэффициента трения (0,12), твердостью 14,6 ГПа, модулем Юнга 240 ГПа. Толщина покрытий, осажденных в средах C₂H₄ и N₂, составляет ~ 25–35 мкм.

Ключевые слова: электроискровое осаждение, газовая среда, сплав γ-TiAl; Zr электрод, механические и трибологические свойства.

Деформация легкими ударами для создания приповерхностного нано- и микроструктурированного слоя в нержавеющей стали AISI 316L

Грабко Д.З. — 2024-08-22

УДК 538.9:538.951

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2024.60.4.14

Нано- и микроструктурированный поверхностный слой был создан на образце из нержавеющей стали AISI 316L ударной нагрузкой. Наблюдалось изменение микроструктуры испытуемого образца: уменьшение размера зерен, увеличение их разориентации, появление полос скольжения внутри зерен, возникновение округлых форм разного размера (0,1−15 мкм) и с различной плотностью на поверхности образца. Нано- и микрокристаллические зерна имели случайную кристаллографическую ориентацию. Mикротвердость деформированной поверхности оценена с использованием методов Виккерса и Берковича. Отпечатки имеют примерно равноосную форму, стороны зачастую искажены. Микротвердость на ударно-деформированной поверхности колеблается в пределах Н = 2,7–4,2 ГПа в зависимости от количества ударов, увеличиваясь с их ростом и уменьшаясь по мере удаления от поверхности удара. Микротвердость недеформированного образца равняется 2,0 ГПа. Выявлены основные закономерности формирования деформированного слоя в зависимости от количества ударов.

Ключевые слова: нержавеющая сталь AISI 316L, ударная нагрузка, деформированный слой, микроструктура, микротвердость.

Электрогидродинамическая неустойчивость и электродиспергирование жидкости (обзор)

Григорьев А.И. — 2024-08-22

УДК 532.6

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2024.60.4.24

Электрогидродинамическая неустойчивость заряженной поверхности жидкости проявляется в неустойчивости сильно заряженной капли; неустойчивости заряженной капли в суперпозиции внешнего электростатического и гравитационного поля, а также в неустойчивости плоской заряженной поверхности электропроводной жидкости. Попытки экспериментальной проверки правильности выведенного теоретическими методами критерия электрогидродинамической неустойчивости сильно заряженной капли – критерия Рэлея, начавшиеся в середине прошлого века и продолжающиеся до настоящего времени, подтверждают его, но с некоторой погрешностью, не уменьшающейся с течением лет (с совершенствованием приборной базы), что указывает на принципиальность такой погрешности. В общем случае необходимость позиционирования капли подразумевает воздействие неких внешних полей, деформирующих каплю и тем самым влияющих на точность определяемого критерия Рэлея. Экспериментальное и численное исследование неустойчивости незаряженной капли во внешнем электростатическом поле – неустойчивости капли Тейлора указывает на ее качественное сходство с неустойчивостью заряженной капли Рэлея. Несколько особняком стоит электрогидродинамическая неустойчивость плоской поверхности жидкости – неустойчивость Тонкса–Френкеля, хорошо исследованная теоретически, но плохо – экспериментально, ввиду того что высокоскоростные кинокамеры относительно недавно вошли в научный обиход.

Ключевые слова: неустойчивость, сильно заряженная капля, незаряженная капля в электростатическом поле, неустойчивость Тонкса–Френкеля.

Давление на поверхность обсадной трубы скважины, создаваемое электрическим разрядом в воде

Косенков В.М. — 2024-08-23

УДК 621.7.044.4:621.98

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2024.60.4.45

На основе совместного использования метода математического моделирования процесса электроразрядного воздействия на призабойную зону водозаборной скважины и физического эксперимента определено распределение давления на поверхности обсадной трубы. На основе экспериментальных данных выполнена верификация и уточнение математической модели в условиях малой емкости конденсаторной батареи и индуктивности разрядного контура. Согласованы показания датчика давления на поверхности обсадной трубы с результатами математического моделирования с учетом взаимосвязанных физических процессов в разрядном контуре, канале разряда и жидкости, заполняющей обсадную трубу водозаборной скважины.

Радиационно-индуцированные процессы в облученных электронами пленках негативного фенолформальдегидного фоторезиста на кремнии

Бринкевич Д.И. — 2024-08-23

УДК 539.216.2

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2024.60.4.53

Установлено, что радиационно-индуцированные процессы в пленках негативного фоторезиста NFR 016D при дозах до 2×10¹⁵ см^-2 протекают в основном при участии молекул остаточного растворителя либо на побочных продуктах синтеза фоторезистивной пленки. После облучения в спектрах нарушенного полного внутреннего отражения фоторезиста исчезают полосы поглощения с максимумами при 1717 (валентные колебания C=O связей), 1068 и 1009 см^-1 (колебания C-O-C связи в растворителе метил-3-метоксипропилате). При дозах облучения свыше 1×10¹⁶ см^-2 наблюдались существенные изменения в интенсивности полос, связанных с основным компонентом фоторезиста (фенолформальдегидной смолой). Заметная трансформация спектра происходит в области 1550–1700 см^-1, в которой наблюдаются валентные колебания С=О связей. При дозах облучения свыше 2×10¹⁶ см^-2 снижаются интенсивности полос, обусловленных валентными колебаниями СН₂ и СН групп (полосы с максимумами при 2925 и 3012 см^-1, соответственно). Экспериментальные результаты указывают на изменение состава заместителей у углеродного кольца и образование сопряженных двойных С=О связей при облучении фоторезистивной пленки дозами электронов свыше 2×10¹⁶ см^-2.

Ключевые слова: негативный фенолформальдегидный фоторезист, кремний, электронное облучение, нарушенное полное внутреннее отражение.

Получение и оптические свойства тонких пленок политипов ZnIn₂S₄ (I, III)

Арама Е.Д. — 2024-08-23

УДК 621.315.592

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2024.60.4.60

Подобраны технологические условия и методом осаждения в квазизамкнутом объеме получены тонкие слои соединения ZnIn₂S₄ на неориентирующих и ориентирующих подложках из различных материалов: стекло, плавленый кварц, ситалл, прозрачные проводящие слои SnO₂ на стекле, пластины из меди и стали, слюда. На стеклянных подложках получены тонкие слои одно- и трехпакетных политипных модификаций соединения ZnIn₂S₄ (I, III) с плоскостью кристаллитов (0001) параллельной подложке. Изучена микроструктура пленок, полученных при разных режимах осаждения. Исследованы спектры оптического поглощения и возбуждения фотолюминесценции. Показано, что параметры слоев и монокристаллов близки.

Ключевые слова: ZnIn₂S₄, тройные полупроводники, тонкие пленки, метод вакуумного осаждения в квазизамкнутом объеме, коэффициент поглощения, фотолюминесценция.

The technological regimes of preparation were determined, and ZnIn₂S₄ thin films were prepared on various orienting and nonorienting substrates – glass, fused silica, vitroceramics, glass covered with SnO₂ transparent conductive layers, copper and steel plates, and mica – using the close-spaced vacuum sublimation method. The technological regimes of preparation of thin films of one- and three-packet polytype modifications of ZnIn₂S₄ (I, III) on glass substrates were found out. The films of the crystallite orientation with (0001) plane parallel to the substrate were obtained. The microstructure of the films was studied for various deposition regimes. The spectra of optical absorption and photoluminescence excitation were analyzed. It was shown that the parameters of the obtained thin films are close to those of ZnIn₂S₄ single crystals.

Keywords: ZnIn₂S₄, ternary semiconductors, thin films, close-spaced vacuum sublimation, absorption coefficient, photoluminescence.

Мощные электронные преобразовательные системы с нелинейным синхронным широтно-импульсным регулированием выходного напряжения

Олещук В.И. — 2024-08-23

УДК 621.314.572

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2024.60.4.67

Представлен краткий обзор результатов исследования мощных полупроводниковых преобразовательных устройств на базе инверторов напряжения с модифицированными алгоритмами синхронного широтно-импульсного регулирования (СШИР), обеспечивающими требуемые нелинейные зависимости между величиной выходного напряжения и выходной частотой инверторных блоков в процессе управления. Показано, что модифицированные схемы и алгоритмы СШИР обеспечивают непрерывную синхронизацию и симметрию базовых форм выходного напряжения инверторных блоков на всем диапазоне нелинейного регулирования систем. В спектре фазного и линейного напряжения специализированных систем регулируемого электропривода с алгоритмами нелинейного СШИР наблюдается минимизация величины субгармоник (рабочей частоты систем), что способствует повышению эффективности работы устройств и установок.

Ключевые слова: преобразователи параметров электрической энергии на базе инверторов напряжения, алгоритмы широтно-импульсного регулирования, частотно-регулируемый электропривод со специализированными нагрузками, гармонический состав выходного напряжения инверторных блоков.