Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
15 results
Search Results
Item Influence of Fly Ash Type and Polymer Matrix on the Thermal Conductivity of Polymer Composites(Sumy State University, 2025) Melnykк, L.; Sviderskyy, V.; Харченко, Надія Анатоліївна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Говорун, Тетяна Павлівна; Hovorun, Tetiana Pavlivna; Berehovyj, T.; Milotskyi, R.У статті представлено результати дослідження теплоізоляційних властивостей полімерних композитів на основі золи виносу. В якості матриці використані водні дисперсії стирол-бутадієнового (Latex 2012) та акрилового (Policril 590) полімерів. Встановлено, складну багатофакторну залежність теплопровідності композиційних матеріалів від типу та властивостей золи, її вмісту, типу та концентрації полімерної дисперсії, густини, пористості та температури. Доведено визначальну роль порової структури у формуванні ефективного теплозахисту. Встановлено, що більш розвинена питома поверхня, висока змочуваність та менша густина наповнювача сприяють зниженню теплопровідності. Композити з використанням золи при концентрації 65 мас.% наповнювача та акриловій матриці демонструють найнижчі значення коефіцієнта теплопровідності. Зазначена матриця демонструє термічно стабільну поведінку в межах досліджуваного температурного діапазону. Отримані результати дозволяють визначити оптимальні умови для створення ефективних теплоізоляційних матеріалів із використанням техногенних відходівItem Resistance to High-Temperature Gas Corrosion of Сhromaluminizing Coatings with a (Ti, Zr)N Layer on Nickel(Sumy State University, 2025) Pohrebova, І.; Loskutova, Т.; Харченко, Надія Анатоліївна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Марченко, Станіслав Вікторович; Marchenko, Stanislav Viktorovych; Говорун, Тетяна Павлівна; Hovorun, Tetiana Pavlivna; Myropolska, Ye.У статті представлено результати дослідження теплоізоляційних властивостей полімерних композитів на основі золи виносу. В якості матриці використані водні дисперсії стирол-бутадієнового (Latex 2012) та акрилового (Policril 590) полімерів. Встановлено, складну багатофакторну залежність теплопровідності композиційних матеріалів від типу та властивостей золи, її вмісту, типу та концентрації полімерної дисперсії, густини, пористості та температури. Доведено визначальну роль порової структури у формуванні ефективного теплозахисту. Встановлено, що більш розвинена питома поверхня, висока змочуваність та менша густина наповнювача сприяють зниженню теплопровідності. Визначена тенденція до зростання теплопровідності зі збільшенням густини композитів, що пояснюється зменшенням об’єму повітряних пор. Композити з використанням золи при концентрації 65 % наповнювача та акриловій матриці демонструють найнижчі значення коефіцієнта теплопровідності. Дана зола містить: діоксид кремнію 46,1 %; оксид алюмінію 18,0 %; оксиду заліза 22,2 %; сумарна кількість лужних та лужноземельних оксидів становить 7,6 %. Акрилова матриця демонструє термічно стабільну поведінку в межах досліджуваного температурного діапазону. Розроблені матеріали характеризуються низьким коефіцієнтом теплопровідності, оптимальними показниками щільності, а також демонструють високий потенціал для застосування як легкі теплоізоляційні покриття в енергоефективних технологіях, в будівництві та інших галузях. Отримані результати дозволяють визначити оптимальні умови для створення ефективних теплоізоляційних матеріалів із використанням техногенних відходів.Item Thermal Insulation Properties of Red Mud as a Functional Filler for Polymer Composites(Sumy State University, 2025) Melnyk, L.; Donii, O.; Sviderskyy, V.; Харченко, Надія Анатоліївна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Говорун, Тетяна Павлівна; Hovorun, Tetiana Pavlivna; Milotskyi, R.Дослідження спрямоване на вирішенні проблеми утилізації промислових відходів шляхом використання червоного шламу (ЧШ), побічного продукту виробництва глинозему, та шамоту (Ра2) в полімерних композитах з акцентом на їхню теплоізоляційну ефективність. ЧШ та Ра2 були обрані як наповнювачі завдяки їхній доступності та унікальним властивостям. ЧШ з теплопровідністю 0,2651 Вт/м·К та Ра2 з теплопровідністю 0,2643 Вт/м·К були включені в матрицю стирол-бутадієнового сополімеру (Latex 2012) для створення композитів з концентрацією наповнювача 65-90 % мас. Вимірювання теплопровідності, виконані за допомогою аналізатора IT-λ-400, показали, що композити з 90 % мас. ЧШ і Ра2 мали теплопровідність 0,58 та 0,53 Вт/м·К відповідно. Моделювання, проведене за допомогою моделей Хашина-Штрикмана та Максвелла-Еукена, підтвердило придатність цих підходів для прогнозування теплопровідності систем з високим вмістом наповнювача. Отримані результати підкреслюють потенціал повторного використання ЧШ як ефективного наповнювача для полімерних композитів, що сприяє зниженню негативного впливу на навколишнє середовище та розробці матеріалів з високими функціональними характеристиками.Item Estimation of Al – Si System Melts Structure Transformations Possibility by Thermodynamic Data(Sumy State University, 2024) Khristenko, V.; Arshuk, M.; Donii, O.; Kotliar, S.; Ostapchuk, Z.; Харченко, Надія Анатоліївна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Говорун, Тетяна Павлівна; Hovorun, Tetiana PavlivnaНаразі достатньо перспективним методом покращення механічних властивостей силумінів є термочасова обробка розплаву. Її дію найчастіше пов’язують зі зміною будови при перегріванні і витримці розплаву і позитивному впливі зазначених змін на структуру сплаву після кристалізації. Хоча натепер і вважається безсумнівним той факт, що в металевих розплавах реалізується певна структура близького порядку, питання про можливість перетворень будови розплавів залишається дискусійним. В попередніх дослідженнях визначали термодинамічні параметри розплавів системи Al–Si, грунтуючись на експериментально встановлених рівноважних складах рідкої і твердих фаз при різних температурах. Результати аналізу дали підстави припустити, що будова розплавів зазначеної системи може змінюватись, залежно від складу і температури. В даній роботі, для подальшого прояснення питання про можливість структурної мікронеоднорідності і перетворень будови розплавів системи Al–Si, порівнювали експериментально встановлені значення активностей компонентів із відомими розрахунковими даними, отриманими в припущенні про сталість будови розплавів. Встановлено, що при температурах, які помітно перевищують температуру ліквідусу, зазначені розрахункові параметри рідкої фази вже не в змозі адекватно описати експериментально встановлені концентраційні залежності активностей компонентів розплавів системи Al–Si. Зазначений факт може свідчити про можливість змін будови алюмінієво-кремнієвих розплавів при зміні температури. Окрім того, результати аналізу експериментальних даних про концентраційні залежності інтегральної ентальпії змішування в розплавах системи Al–Si не суперечать уявленням про можливість зміни будови розплавів цієї системи при зміні вмісту кремнію в них. Отримані результати дають підстави для подальшого дослідження можливості змін будови розплавів системи Al–Si за допомогою аналізу температурно-концентраційних залежностей їх асоціативного складу та експериментального дослідження температурних залежностей структурно-чутливих властивостей (наприклад, електричного опору).Item Structure and Properties of Multilayer Coatings Obtained by Chromotitanizing(Sumy State University, 2024) Дегула, Андрій Іванович; Dehula, Andrii Ivanovych; Харченко, Надія Анатоліївна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Говорун, Тетяна Павлівна; Hovorun, Tetiana Pavlivna; Ситніков, Владислав Олегович; Sytnikov, Vladyslav Olehovych; Ханюков, Кирило Сергійович; Khaniukov, Kyrylo Serhiiovych; Варакін, Віталій Олегович; Varakin, Vitalii OlehovychУ роботі наведено результати досліджень структури, хімічного складу та мікротвердості комплексного хром-титанового покриття, отриманого методом дифузійної металізації сталі DIN C80W1. Покриття наносили у спеціально розробленій реакційній камері при температурі 1050 °C протягом 4 годин у закритому реакційному просторі при зниженому тиску активної газової фази. В якості вихідних компонентів використовували порошок хрому, титану і чотирихлористий вуглець. Отримане захисне покриття складається з трьох послідовно розташованих карбідних шарів: до основи прилягає шар карбіду хрому Cr7C3, а вище - шари Cr23C6 і TiC. Така послідовність карбідних шарів забезпечує поступове підвищення мікротвердості, що в свою чергу позитивно впливає на зносостійкість матеріалу. Покриття, запропоновані в цьому дослідженні, рекомендовані для захисту виробів, які працюють в умовах високих навантажень і зношування.Item Influence of the Specific Heat Capacity, Thermal Conductivity Coefficient, Density and Cooling Rate on Formation of Crystallization Centers in Metallic Melts(Sumy State University, 2023) Donii, O.; Narivskiy, A.; Khristenko, V.; Kotliar, S.; Харченко, Надія Анатоліївна; Харченко, Надежда Анатольевна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Говорун, Тетяна Павлівна; Говорун, Татьяна Павловна; Hovorun, Tetiana PavlivnaДосліджено вплив фізичних параметрів (питомої теплоємності, коефіцієнта теплопровідності, щільності, питомої теплоти кристалізації) та їх взаємодії на утворення центрів кристалізації при гомогенній кристалізації металів за різних швидкостей охолодження. Моделювання та розрахунки здійснювали для чистих металів: Ag, Al, Au, Bi, Cu, Ni, Pb, Sn, Zn. Зазначені показники отримували для кожного металу окремо за умов десяти різних швидкостей охолодження. Ступінь впливу кожного з фізичних параметрів та їх спільний вплив на кількість центрів кристалізації металів визначали, розраховуючи парний коефіцієнт кореляції. Імітаційна модель теоретичного розрахунку кількості центрів кристалізації за допомогою комп'ютерного експерименту дозволила встановити функціональну залежність між швидкістю охолодження і кількістю цих самих центрів кристалізації, що утворилися. Встановлено визначальний вплив питомої теплоємкості та щільності металів на число центрів кристалізації. У свою чергу, відзначається незначний вплив показника теплопровідності на число центрів кристалізації. Однак це кореляція при невисоких швидкостях охолодження має змінне значення. Вплив теплоти кристалізації на формування центрів кристалізації не є значущим. Отримані значення проаналізовані для кожного металу окремо і крім того, проведена порівняльна оцінка одних і тих самих показників, характерних для різних досліджуваних металів, між собою.Item Structure and Protective Properties of Complex Chromosilicide Diffusion Coatings on Steel 20(Sumy State University, 2023) Погребова, Інна Сергіївна; Погребова, Инна Сергеевна; Pohrebova, Inna Serhiivna; Yantsevych, K.; Лоскутова, Тетяна Володимирівна; Лоскутова, Татьяна Владимировна; Loskutova, Tetiana Volodymyrivna; Харченко, Надія Анатоліївна; Харченко, Надежда Анатольевна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Говорун, Тетяна Павлівна; Говорун, Татьяна Павловна; Hovorun, Tetiana PavlivnaВ роботі наведені результати досліджень структури, хімічного складу, мікротвердості, жаро та корозійної стійкості багатокомпонентних покриттів, отриманих при дифузійному хромосиліціюванні сталі 20. Покриття наносили у спеціально розробленій реакційній камері при температурі 1050 ºС впродовж 6 годин на поверхню вуглецевої сталі 20 в замкненому реакційному просторі при пониженому тиску активної газової фази, для формування якої використовували раціональні кількості кремнію та хрому, а також чотирихлористий вуглець, як активатор. Встановлено, що отримані покриття складаються з карбідів хрому Cr23C6, Cr7C3, легованих кремнієм, і зони твердого розчину хрому і кремнію в α-залізі. Максимальна кількість кремнію спостерігається у внутрішній зоні покриття (2.82 – 3.89 мас. %) на глибині 15 – 50 мкм. Загальна товщина покриття становить 110 мкм, мікротвердість поверхневих шарів – 19.5 ГПа. Поверхневі шари покриттів, на основі хрому та кремнію, призводять до утворення захисних плівок Cr2O3, А12О3, що забезпечує їх високу жаростійкість в атмосфері повітря та корозійну стійкість в окислювальних кислотах. Встановлена можливість підвищення корозійної стійкості сталі 20 з хромосиліцидними покриттями шляхом введення в агресивні розчини неорганічних окислювачів.Item Physical and Technological Parameters of Cr28 Steel Nitriding in an Ammonia Environment(Sumy State University, 2023) Loskutova, T.V.; Pohrebova, I.S.; Kotlyar, S.M.; Bobina, M.M.; Kaplii, D.A.; Харченко, Надія Анатоліївна; Харченко, Надежда Анатольевна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Говорун, Тетяна Павлівна; Говорун, Татьяна Павловна; Hovorun, Tetiana PavlivnaУ роботі досліджено вплив технологічних параметрів газового азотування (температури і час) на фазовий склад, структуру, мікротвердість та зносостійкість корозійностійкої сталі феритного класу Х28. Азотування проводили в середовищі дисоційованого аміаку в інтервалі температур 550-950 ˚С. Встановлена залежність фазового складу сформованих покриттів від температури азотування. Рентгеноструктурним, металографічним та дюрометричним аналізами визначено, що в результаті азотування формуються наступні фази: Fe2N, Fe4N, Feα, Fey, CrN. Максимальна мікротвердість 15,5-16,0 ГПа була зафіксована для покриттів на сталі Х28 після азотування при температурі 550 ˚С. Проаналізовано вплив температури відпалу на мікротвердість азотованого покриття. Зафіксовано, зниження мікротвердості азотованого покриття на сталі Х28 починаючи з температури відпалу 600 ˚С. Встановлено, що мінімальне зменшення мікротвердості при температурі відпалу в 750 ˚С характерне для сталі Cr28, азотованої за температури 550 ˚С. Визначений оптимальний режим азотування (температура 550 ˚С, час 6 годин), який дозволяє отримати максимальну абразивну стійкість сталі Х28 після азотування. При цьому фіксується підвищення зносостійкості азотованої сталі Cr28 в 2,8 рази в порівнянні з вихідною структурою.Item Calculation of Physicochemical Conditions of the Formation of Protective Coatings Based on Carbides and Nitrides of Chromium(Sumy State University, 2020) Харченко, Надія Анатоліївна; Харченко, Надежда Анатольевна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Дегула, Андрій Іванович; Дегула, Андрей Иванович; Dehula, Andrii Ivanovych; Hignjak, V.G.; Говорун, Тетяна Павлівна; Говорун, Татьяна Павловна; Hovorun, Tetiana Pavlivna; Smokovych, I.Y.Проведено теоретичні розрахунки фізико-хімічних умов процесу дифузійного насичення вуглецевих сталей азотом, вуглецем та хромом в умовах низького тиску в середовищі хлору. Визначено ймовірний фазовий склад в результаті дифузійного насичення. Встановлено температурний інтервал існування карбідів та нітридів. Визначено основні ймовірні конденсовані та газові фази, що утворюються в результаті насичення вуглецевих сталей вуглецем, азотом та хромом. Проаналізовано, як змінюється кількість конденсованої та газової фаз залежно від зміни температури процесу дифузійного насичення. Теоретично встановлено, що в результаті нанесення захисного покриття основними конденсованими фазами будуть два нітриди хрому CrN, Cr2N та карбід хрому Cr3C2. Встановлено температурний інтервал існування основних зміцнюючих фаз. Проаналізовано системи з вмістом кисню. Відзначається утворення оксидів хрому в газовому стані. Визначено, що на першій та заключній стадіях насичення (початкові та кінцеві температури процесу насичення) основною фазою, що містить хром, є карбід хрому та майже повна відсутність нітриду Cr2N. Температура 1300 К – оптимальна температура, при якій утворюється комплексне покриття нітрид-карбід хрому. Таке поєднання шарів захисного покриття буде мати оптимальні властивості з точки зору захисту від зносу та корозії.Item Diffusion Saturation of U8A Steel in a Mixture of Metal Powders with the Chloride Ammonia(Sumy State University, 2019) Харченко, Надія Анатоліївна; Харченко, Надежда Анатольевна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Говорун, Тетяна Павлівна; Говорун, Татьяна Павловна; Hovorun, Tetiana Pavlivna; Hignjak, V.G.; Loskutova, T.V.; Calashnicov, G.Y.; Pohrebova, I.S.; Nikitina, N.S.; Smokovych, I.Y.Встановлено вплив складу насичуючої суміші з порошків титану, алюмінію, хрому та хлористого амонію; попереднього азотування в середовищі дисоційованого аміаку, шару нітриду титану, насиченого перед титаноалюмохромуванням методом фізичного осадження з газової фази на фазовий, хімічний склади та властивості покриттів. Основні відмінності фазового складу одержаних покриттів від від традиційних зумовлені наявністю бар’єрного шару, в якості якого було використано нітрид титану TiN. Встановлено, що бар’єрні властивості шару нітриду титану полягають в гальмуванні дифузійного проникнення в основу алюмінію, що перешкоджає формуванню шару Feα(Al), і, таким чином, позитивно впливають на властивості покриттів. В роботі було досліджено дві групи покриттів: перша – TiN, TiС, FeTi, TiAlCr, σ – фаза; друга – TiN, TiC, Cr7C3. Серед досліджених в роботі сама висока мікротвердість виявлена для шарів карбіду титану – 32.1-35.6 ГПа, а також нітриду титану – 20.5-24.5 ГПа. Отримані покриття сприяють зростанню зносостійкості сталі У8А в умовах тертя ковзання без змащування в 3.1-13.3 рази. Найкращі результати показали покриття TiN, TiC, Cr7C3. Отримані в роботі покриття показали високу жаростійкість, що зумовлено формуванням на поверхні оксидів складного складу за участю алюмінію, хрому, титану. Найвища жаростійкість при температурі 1000 °С впродовж 100 годин було виявлено для сталі У8А з покриттям TiN, TiC, FeTi, TiAlCr, σ – фаза (шари, перераховані від основи до поверхні) з концентрацією хрому та алюмінію на поверхні відповідно 50.0 та 14.5% мас. Отримані покриття можуть бути використані для підвищення терміну експлуатації інструментів із сталі У8А.