Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
34 results
Search Results
Item Особливості структури високоентропійного сплаву FeCoNiCrMn(Сумський державний університет, 2018) Семенько, М.П.; Остапенко, Р.В.Проведено аналіз результатів досліджень температурних залежностей електричного опору та магнітної сприйнятливості та наведено результати досліджень малокутовим розсіюванням рентгенівських променів та Фур‘є аналізу профілю дифракційного максимуму високоентропійного сплаву FeCoNiCrMn. Показано, що структура такого сплаву характеризується неоднорідностями нанометрового розміру різної природи. Такі неоднорідності слід розглядати наслідком метастабільного стану сплаву FeCoNiCrMn. Проведено термодинамічний аналіз можливих причин утворення таких неоднорідностей, що додатково підтверджує метастабільний стан дослідженого сплаву.Item Фазовий і хімічний склад дифузійних титаноалюмохромових покриттів на основі сплаву ХН55ВМТКЮ(2018) Дацюк, О.Е.; Хижняк, В.Г.; Лоскутова, Т.В.; Харченко, Надія Анатоліївна; Харченко, Надежда Анатольевна; Kharchenko, Nadiia Anatoliivna; Говорун, Тетяна Павлівна; Говорун, Татьяна Павловна; Hovorun, Tetiana Pavlivna; Сімкулет, В.В.Проаналізовані основні аспекти процесу жаростійкості. Запропоновано перспективний спосіб отримання жаростійких дифузійних покриттів на сплаві ХН55ВМТКЮ. Процес одночасного насичен- ня поверхні сплаву титаном, алюмінієм та хромом реалізовували в суміші порошків металів, оксиду алюмінію Al2O3 і хлористого амонію NH4Cl. Досліджено фазовий та хімічний склади, структура, мікротвердість дифузійних багатокомпонентних покриттів на основі титану, алюмінію та хрому, що формуються на поверхні сплаву ХН55ВМТКЮ. Показано, що в результаті титаноалюмохромування на поверхні сплавів утворюється багатофазне багатошарове покриття, що складається з трьох зон: зони сполук, стовпчастої та перехідної зон. Мікротвердість відповідних зон змінюється в межах 3,8- 10,8 ГПа.Item The Influence of Layers Thickness on the Structure and Properties of Bilayer Multiperiod Coatings Based on Chromium Nitride and Nitrides of Transition Metals Ti and Mo(Sumy State University, 2018) Sobol, O.V.; Meylekhov, A.A.; Mygushchenko, R.P.; Postelnyk, А.А.; Tabaza, Taha A.; Al-Qawabah, Safwan M.; Gorban, V.F.; Stolbovoy, V.A.The influence of the layers thickness of bilayer multi-period coatings of the CrNx/MoNx and CrNx/TiNx systems on their phase-structural state, substructure, stress-strain state and mechanical properties was studied using methods of precision structural analysis in combination with computer simulation of implantation processes during particle deposition. It is established that a two-phase structure of CrN and -Mo2N phases of the structural type NaCl is formed in the multi-period coatings of the CrNx/MoNx system with a nanometer thickness of the layers. Because of the small difference in periods (less than 0.5 %) for Λ < 20 nm, the layers form a coherent interlayer interface. The use of small Ub = – 20 V during deposition makes it possible to avoid significant mixing at interlayer (interphase) boundaries even at the smallest Λ = 10 nm. Nitride layers formed under conditions of vacuum arc deposition are under the action of compressive stresses. In the СrNх/TiNх system, because of the relatively large discrepancy between periods (more than 2.5 %), during the formation of the same structural components in the layers (CrN and TiN phases of the structural type NaCl), the epitaxial growth with period adjusting does not occur, even for the smallest Λ 10 nm. The action of the deformation factor at the interphase boundary allows achieving an ultrahard state (with a hardness of about 50 GPa), which causes a relatively low friction coefficient. The obtained results on the formation of phase-structural states with the nanoscale thickness of layers of multi-period nitride coatings are explained from the position of minimization of surface energy and deformation energy.Item Использование смеси газов (C2H2+N2) для получения высокотвердых карбонитридных покрытий на основе молибдена(Сумский государственный университет, 2017) Береснев, В.М.; Соболь, О.В.; Погребняк, Олександр Дмитрович; Погребняк, Александр Дмитриевич; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Литовченко, С.В.; Мейлехов, А.А.; Немченко, У.С.; Столбовой, В.А.; Евтушенко, Н.С.; Колесников, Д.А.; Ковалева, М.Г.; Мазилин, Б.A.; Маликов, Л.В.; Проценко, З.Н.; Дощечкина, И.В.Изучено влияние рабочего давления и соотношение компонент смеси газов (C2H2+N2) на элементный и фазовый составы, структуру и физико-механические характеристики формируемых вакуумно-дуговых покрытий на основе вольфрама. Показано, что для высокотемпературного применения, нитриды менее предпочтительны по сравнению с карбидами. В температурном интервале осаждения 400-550 °С в результате плазмо-химических реакций при составе газовой атмосферы 80% C2H2+20% N2 максимальное содержание атомов азота в покрытии не превышает 1,5 ат.%. Для состава 40% C2H2+60% N2 максимальное соотношение N/C (в ат.%) повышается до 10,5 % при максимальном давлении 3×10 – 3Торр. Относительное содержание атомов азота увеличивается с повышением давления смеси. Плазменно-химические реакции при осаждении в смеси газов приводят к форми- рованию фаз с нанометровым размером кристаллитов и фазовым составом на основе 𝜸- MoC (80% C2H2+20% N2) и фаз 𝜸-MoC и 𝜸-Mo2N (при меньшем содержании C2H2 (40% C2H2+60% N2) в газовой смеси. Установлено, что определяющим фактором повышения твердости является рабочее давление смеси газов при осаждении. При наибольшем давлении 3×10 – 3Торр, когда формируется текстура [100] нанокристаллитов карбида молибдена (𝜸-MoC) достигается сверхтвердое состояние с твердостью 50,5 ГПа.Item Вплив товщини шарів MoNх/CrNy у багатошаровому покриті і азотування на структурні і механічні характеристики(Сумський державний університет, 2017) Столбовий, В.О.В даній роботі розглянуто процеси утворення багатошарових MoNх/CrNy покриттів на азотованій поверхні сталі 12Х18Н10Т. Показана зміна концентрації азоту в шарах Mo, Cr та по глибині сталі. Мікротвердість азотованого шару сталі досягає 9 ГПа, що підвищує адгезійні властивості з багатошаровим покриттям. В багатошарових MoNх/CrNy покриттях концентрація азоту значно більше в шарах CrN ніж Mo2N.Item Structure and Properties of Vacuum-arc Coatings of Chromium and Its Nitrides Obtained under the Action of Constant and Pulse High-voltage Bias Potential(Sumy State University, 2017) Sobol, O.V.; Postelnyk, А.А.; Mygushchenko, R.P.; Ubeidulla, F. Al-Qawabeha; Taha, A. Tabaza; Safwan, M. Al-Qawabah; Gorban, V.F.; Stolbovoy, V.A.To reveal the regularities of structural engineering of vacuum-arc coatings based on chromium and its nitrides, the influence of the main physicotechnological factors (the pressure of the nitrogen atmosphere and the bias potential) in the formation of coatings was studied. It was discovered that during the deposition of chromium coatings the formation of the texture axis [100], as well as the macrodeformation of compression is happening. The supply of a high-voltage negative pulse potential to the substrate increases the mobility of the deposited atoms and leads to relaxation of the compression deformation. As the pressure increases from 2∙10 – 5 Torr to 4.8∙10 – 3 Torr, the phase composition of the coatings changes: Cr (JCPDS 06- 0694) → Cr2N(JCPDS 35-0803) → CrN(JCPDS 11-0065). The supply of high-voltage pulses leads to the formation of a texture of crystallites with parallel growth surfaces planes having d ≈ 0.14 nm. The structure obtained by pulsed high-voltage action makes it possible to increase the hardness of the coating to 32 GPa and reduce the friction coefficient to 0.32 in the "chromium nitride-steel" system and to 0.11 in the "chromium nitride-diamond" system. The results obtained are explained from the viewpoint of increasing the mobility of atoms and the formation of cascades of displacements when using an additional high-voltage potential in the pulse form during the deposition of chromium-based coatings.Item Mixing on the Boundaries of Layers of Multilayer Nanoperiod Coatings of the TiNх/ZrNх System: Simulation and Experiment(Sumy State University, 2017) Sobol, O.V.; Meylekhov, A.A.; Mygushchenko, R.P.; Postelnyk, А.А.; Sagaidashnikov, Yu.Ye.; Stolbovoy, V.A.Using the complex of methods for attestation of the structural state in combination with computer simulation and measurement of mechanical properties (hardness), the influence of the period Λ on the mixing process on the interlayer boundaries of multilayer coatings TiNх/ZrNх is studied. The formation of two phases (TiN and ZrN) with one type of crystal lattice (structural type NaCl) is identified in the layers of multiperiodic compositions TiNx/ZrNx with a period of Λ = 20 ... 300 nm. At Λ 10 nm, the formation of a solid solution (Zr, Ti)N, as well as a small volume of the TiN phase is revealed on XRD spectras. The presence of TiN component is due to the larger initial value of the layer based on titanium nitride. To explain the results obtained, the results of computer simulation of damage at the atomic level during bombardment by ions accelerated in the Ub field are used. The critical thickness of mixing (about 7 nm) in the TiNx/ZrNx system is determined upon condition that Ub = – 110 V. It is established that a decrease in the period from 300 to 20 nm leads to increase in hardness. The highest hardness of 44.8 GPa corresponds to the superhard state. It is established that the critical thickness of radiation-stimulated defect formation has a significant effect on the stress-strain state and hardness of coatings with a small Λ ≈ 10 nm. In this case, relaxation of the stress-strain compression state occurs and the hardness decreases. However, the formation of a solid solution, while retaining part of the unreacted layer of titanium nitride at Λ = 10 nm, makes it possible to obtain an ultrahigh (44.8 GPa) hardness of the coating.Item Temperature Dependence of Conductivity in Conjugated Polymers Doped by Carbon Nanotubes(Sumy State University, 2017) Konopelnyk, О.І.; Aksimentyeva, O.I.; Horbenko, Yu.Yu.The structure and temperature dependence of conductivity in conjugated polymers - polyaniline and poly-3,4-ethylenedioxythiophene doped by multiwall carbon nanotubes (MWCNT) with their content near percolation threshold were studied. It was found that temperature dependence of specific volume resistance follows by activation low and is linear in lnρ-1/T coordinates in the temperature interval of 273- 403 K. Introduction of carbon nanotubes in concentration near percolation threshold (0.13-0.64%) leads to increase of conductivity in polymer nanocomposites in 4.4-9.5 times. Simultaneously the activation energy of charge transport increasing for conjugated polymers-MWCNT nanocomposites comparatively with initial polymers. According to X-ray powder diffraction a process of polymer doping by MWCNT leads to increasing polymer crystalline level in result of formation the ordered “domains” in the amorphous polymer matrix. This structural streamlining leads to an increase of the energy required overcoming areas of amorphous phase and charge carriers are localized in the areas of crystallinity.Item Regularity of Formation of Vacuum-arc Nitride Coating Based on Multi-component Alloys(Sumy State University, 2017) Beresnev, V.M.; Шабельник, Юрій Михайлович; Шабельник, Юрий Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Шумакова, Наталія Іванівна; Шумакова, Наталия Ивановна; Shumakova, Nataliia Ivanivna; Nyemchenko, U.S.; Klymenko, S.А.; Manokhin, А.S.The physical factors, which influence on structural state and phase composition of nitride coatings based on multicomponent alloys obtained by means of vacuum-arc deposition method have been determined. It was shown that the increase in partial pressure of nitrogen ensures the formation of a single phase solid solution with fcc crystal lattice. Under the pressure of nitrogen atmosphere below 10 – 3 Pa, a single phase solid solution with a bcclattice is formed; and within the pressure of nitrogen PN = 10– 3 - 8 × 10– 22 Pa, a two-phase system of solid solutions with bcc and fcc lattices is observed. With an offset potential of – 70 V, a texture [100] is observed; and within the alteration of bias potential of (– 70 V - – 90 V) texture [100] + [111] appears. In the range of Ub from – 120 V to – 150 V, a texture [111] is observed, and, with an increase of bias potential, a texture [111] + [110] is observed.Item Effect of the Magnetron Sputtering Parameters on the Structure and Substructural Characteristics of Tantalum Diboride Films(Sumy State University, 2017) Гончаров, Олександр Андрійович; Гончаров, Александр Андреевич; Honcharov, Oleksandr Andriiovych; Юнда, Андрій Миколайович; Юнда, Андрей Николаевич; Yunda, Andrii Mykolaiovych; Шелест, Ігор Владиславович; Шелест, Игорь Владиславович; Shelest, Ihor Vladyslavovych; Буранич, Володимир Володимирович; Буранич, Владимир Владимирович; Buranych, Volodymyr VolodymyrovychThe effect of the RF- and DC-magnetron sputtering parameters on the structure and substructural characteristics of protective coatings based on tantalum diboride thin films was studied in this work.The results of the studies showed that the sign and magnitude of the applied bias potential at the use of both types of magnetron sputtering (RF and DC) have a crucial effect on the structure and substructural properties of tantalum diboride films. It was established that nanocrystalline tantalum diboride films of the overstoichiometric composition (CВ/CТа ≈ 2.2-2.6) and having strong growth texture in plane (00.1) were obtained at the bias potential of + 50 V and – 50 V in the RF- and DC-magnetron sputtering respectively. Thus obtained films had the best physico-mechanical properties and general substructural characteristic quantities: nanocristallites size of ~ 30 nm, and increased value of «c» parameter compared with the tabulated.