Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
4 results
Search Results
Item Effect of HPHT Sintering on Crystal Structure of NbC and TaC Carbides in PcBN Composites of cBN-NbC-Al and cBN-TaC-Al Systems(Sumy State University, 2023) Belyavina, N.M.; Stratiichuk, D.A.; Kuryliuk, A.M.; Turkevich, V.Z.; Nakonechna, O.I.; Kogutyuk, P.P.; Stasuk, L.P.Керамо-матричні композити на основі кубічного нітриду бору зі зв'язками, що містять тугоплавкі сполуки перехідних металів та алюміній, широко використовуються для високошвидкісної (300 – 500 м/хв) та чистової металообробки загартованих легованих сталей та жароміцних сплавів. Хороші перспективи практичного застосування для цього мають PcBN композиційні матеріали BL групи отримані в системах cBN-NbC-Al та cBN-TaC-Al (склад шихти в об. % 60:35:5). Метою даної роботи було вивчення впливу умов HPHT спікання (7,7 ГПа, 1600 – 2450 °С) на кристалічну структуру карбідів NbC та TaC, які сумісно із алюмінієм формують зв’язку шихти. В результаті докладного рентгеноструктурного дослідження було показано, що притаманна цим карбідам вихідна кристалічна структура типу NaCl в умовах баротермічного впливу модифікується, набуваючи додаткову позицію для розміщення малих за розміром атомів (азоту або/та вуглецю). При HPHT спіканні взаємодія карбідів NbC та TaC з алюмінієм шихти, а також із азотом, що утворюється при частковому розпаді cBN, веде до утворення твердих розчинів. При цьому, розчинення алюмінію відбувається за типом заміщення ним ніобію або танталу (до 2,5 ат. % Al). Акумулювання азоту в структурі TaC відбувається із дозаповненням ним вакансій в підгратці вуглецю (розчиняється до 1 ат. % N), а в структурі NbC за типом занурення з розміщенням в додатковій позиції модифікованої структури типу NaCl (розчинюється до 5 ат. % N), до якої також частково переміщується вуглець зі свого основного положення. Таке накопичення дефектів веде до суттєвого збільшення параметру гратки карбіду NbC (відносне збільшення 0,28 % для NbC супротив 0,11 % для TaC). Показано, що для композитів систем cBN–NbC–Al та cBN–TaC–Al з найкращими експлуатаційними характеристиками (HPHT спікання при 7,7 ГПа та 2150 °С) склади карбідів можна описати як Nb0,96Al0,04(C,N)1,17 and Ta0,95Al0,05(C,N)1.Item Mechanical Spectroscopy and Internal Friction in SiO2/Si(Sumy State University, 2022) Onanko, A.P.; Kuryliuk, V.V.; Onanko, Y.A.; Kuryliuk, A.M.; Charnyi, D.V.; Dmytrenko, O.P.; Kulish, M.P.; Pinchuk-Rugal, T.M.; Kuzmych, A.A.Розроблена методика, сконструйована та виготовлена установка для збудження та реєстрації затухаючих згинних резонансних коливань в SiO2/Si дископодібних підкладках товщиною h = 300÷500∙103 нм та діаметром D = 60 ÷ 100∙106 нм з метою вимірювання структурно-чутливого внутрішнього тертя (ВТ) Q – 1. Розроблена методика неруйнуючого контролю інтегральної густини структурних дефектів nд та глибини порушеного шару hпш у дископодібних напівпровідникових підкладках. Вимірювання фону ВТ Q – 1 0 на гармонійних частотах f0, f2 дозволило експериментально визначити вузлові лінії дисків, що коливаються. Це дозволило вносити поправки до теоретичних розрахунків знаходження цих вузлових ліній з урахуванням лінійних розмірів дисків та способу їх кріплення. Досліджено температурний спектр ВТ Q – 1(Т) в SiO2/Si дископодібних підкладках після їх рентгенівського та електронного опромінення. В процесі вимірювань було встановлено, що відпал структурних дефектів Si змінює форму температурного спектру ВТ Q – 1(Т). Піки ВТ Q – 1М, що утворюються точковими дефектами, можна було спостерігати при умові, коли підкладка Si нагрівалася зі швидкістю V = ΔT/Δt ≤ 0.1 K/с. Це дозволило визначити енергію активації H переорієнтації анізотропних комплексів радіаційних дефектів. Встановлення стабільності параметрів фону ВТ Q – 1 0 дає можливість визначити радіаційну стійкість напівпровідникових підкладок та виробів на їх основі. Запропонована методика може використовуватись як неруйнуючий метод контролю дефектності кристалічної структури напівпровідникових підкладок, що застосовуються для потреб мікроелектроніки.Item Features of Inelastic and Elastic Characteristics of Si and SiO2/Si Structures(Sumy State University, 2021) Onanko, A.P.; Kuryliuk, V.V.; Onanko, Y.A.; Kuryliuk, A.M.; Charnyi, D.V.; Dmytrenko, O.P.; Kulish, M.P.; Pinchuk-Rugal, T.M.Вимірювання температурних залежностей внутрішнього тертя (ВТ) проводилося на ідентичних, що пройшли один i той же технологічний маршрут, підкладках Si р-типу, орієнтації (100), легованого бором B, з питомим електроопором p ≈ 7,5 Ом·см, товщиною h ≈ 4.7·105 нм після нанесення на них шару SiO2 товщиною h ≈ 600 нм в результаті високотемпературного окислення в сухому O2 при T0 ≈ 1300 K. В процесі вимірювань було встановлено, що відпал структурних дефектів Si змінює форму температурного спектру ВТ. Піки ВТ Q – 1М, що утворюються точковими дефектами, можна було спостерігати при умові, коли підкладка Si нагрівалася зі швидкістю V = ΔT/Δt ≤ 0.1 К/с. Після рентгенівського опромінення дозою y ≈ 104 Р максимум ВТ при ТМ1 ≈ 320 К різко зростає; його висота Q – 1М1 збільшується майже у 3 рази при зменшенні вдвічі ширини ΔQ – 1М1, що свідчить про проходження процесу релаксації одного типу радіаційних дефектів. Для піка ВТ в підкладці Si при ТМ1 ≈ 320 К було отримано значення енергії активації H1 ≈ 0,63 eВ. Близькість отриманого нами значення енергії активації H1 при ТМ1 ≈ 320 К до енергії міграції для додатно заряджених мiжвузлових атомів Sii + H0 ≈ 0,85 eВ дозволяє припустити релаксаційний механізм, що обумовлений переорієнтацією міжвузлових атомів Sii. При електронному опроміненні в результаті зіткнення електронів з атомами Si відбувається утворення дефектів по Френкелю. Оцінки показують, що енергія електронів W ≈ 1 MeВ, яка відповідає експерименту, достатня для зміщення атомів Si із своїх рівноважних положень. Після опромінення дозою y ≈ 105 Р висота максимуму Q – 1М1 при ТМ1 ≈ 320 К в порівнянні зі спектром ВТ до опромінення істотно не змінилася, що свідчить про особливий вплив дози y ≈ 105 Р.Item Peculiarity of Elastic and Inelastic Properties of Radiation Cross-linked Hydrogels(Sumy State University, 2020) Onanko, A.P.; Kuryliuk, V.V.; Onanko, Y.A.; Kuryliuk, A.M.; Charnyi, D.V.; Kulish, M.P.; Dmytrenko, O.P.Шляхом вимірювання пружних та непружних механічних характеристик досліджено залежності ефективності радіаційного зв’язування гідрогелів. Експериментально виміряно статичний пружний модуль Е при стисненні та при розтягуванні; межу пружності σЕ, межу ефективної плинності σfl та межу міцності σst при стисненні для радіаційно зв’язаних гідрогелів з концентраціями 5, 6, 8, 10 % полівінілового спирту. Встановлено, що абсолютні значення статичного модуля E, межі пружної σЕ, межі граничної ефективності текучості σfl, межі міцності при стисненні σst в радіаційно зв’язаних гідрогелях визначаються утворенням нанокластерів молекул полівінілового спирту. В результаті досліджень визначено оптимальні склади початкових гідрогелів та режими їх електронного опромінення, які дозволяють виготовити радіаційно зв’язаний гідрополімерний композит з необхідними характеристиками при дозах опромінення. Сітка ланцюгів молекул модифікованого полімеру має велику кількість різних дефектів, які не беруть участі в передачі напружень σ в сітці, і, отже, не вносять вклад в її модуль пружності G, E. Важливо, що радіаційна деструкція основних ланцюгів молекул полівінілового спирту, які містять подвійні C=C зв'язки, впливає на формування сітки утворюваних гідрогелів. Пов'язки на основі опромінених гідрогелів являють собою еластичні товсті плівки з прозорого желе стерильного матеріалу, що складається з C = 85÷90 % дистильованої води. Такі пов'язки повинні бути біологічно сумісними і не прилипати до ран для надання невідкладної допомоги при кровотечах або опіках. Вони можуть містити деякі антисептичні, знеболюючі, кровоспинні ліки. Характер взаємодії полімерного гідрогелю з організмом, його проникність для різних речовин і клітин, термін біодеградації, його механічні властивості визначаються параметрами тривимірної полімерної сітки, яка утворюється при формуванні гідрогелю. Прогнозування та контроль механічних властивостей гідрогелів має велике значення при оцінці їх застосування.