SCI Библиотека

В работе представлены результаты компьютерного моделирования алмазоподобных полупроводниковых наночастиц, построенных на базе арсенида галлия и на базе антимонида галлия. В работе были исследованы модели наночастиц размером 3´3´3 элементарные ячейки и размером 5´5´5 элементарных ячеек с различным содержанием атомов сурьмы в подрешетке BV. Методом нелокального орбитально-оболочечного функционала плотности были получены равновесные параметры связей пар атомов, входящих в состав кристаллической структуры исследуемых наноэлектромеханических систем (НЭМС). Методами молекулярной механики была изучена зависимость энергии наночастиц антимонида - арсенида галлия от размера наночастицы и содержания сурьмы в ее составе. Было показано незначительное изменение межатомного расстояния в полупроводниковых системах с алмазоподобной структурой и в НЭМС состоянии. Показано, что при введении атомов сурьмы в систему арсенида галлия система стабилизируется, а при введении атомов мышьяка в систему антимонида галлия система дестабилизируется.

Изучено влияние УФ-излучения разных длин волн на разрывную прочность пленок полиэтилентерефталата (ПЭТФ) в условиях постоянства поглощенной интенсивности падающего на образец излучения. Установлено влияние времени УФ-облучения на прочность образцов разной толщины в условиях одинаковости дозы облучения независимо от длины волны УФ-излучения. Показано, что эффективность дозы облучения существенно зависит от глубины проникновения УФ-излучения и толщины исследуемого образца. Найдено, что при оценке эффективности действия квантов УФ-излучения разной длины волны необходимо учесть не только дозу поглощенной энергии, но и распределение интенсивности излучения по толщине образца.

Методами современного физического материаловедения проведен сравнительный анализ структуры, фазового состава и механических свойств (микротвердости) быстрорежущей стали марки Р18 после магнитно-импульсной и электронно-пучковой обработок. Магнитно-импульсная обработка образцов стали в отожженном состоянии проводилась на установке МИУ 10/30 при значении энергии магнитного поля индуктора 40 кДж, количество импульсов 6, длительность импульса 200 мкс, частота следования 20 кГц. Электронно-пучковой обработке подвергали образцы, полученные плазменно-дуговой наплавкой и подвергнутые четырехкратному высокотемпературному отпуску. Режим электронно-пучковой обработки: плотность энергии пучка электронов 30 Дж/см2, длительность импульса пучка электронов 50 мкс, количество импульсов облучения 5 имп., частота следования импульсов 0,3 с-1. При воздействии импульсного магнитного поля в поверхностном слое стали толщиной примерно 100 мкм наблюдалось измельчение карбидов с 13,2 до 2,9 мкм и формирование мелкоигольчатого мартенсита размерами от 200 до 1 нм, объемная доля которого составляет 0,54. Это обуславливает высокие значения микротвердости: до 5,7 ГПа. Электронно-пучковая обработка отпущенных образцов также приводит к дроблению карбидов в поверхностном слое 50 мкм до размеров 10 - 45 нм и формированию ячеистой субмикроструктуры размерами 100 - 250 нм. Установлено, что основными механизмами упрочнения являются упрочнение мартенситной структурой в случае магнитно-импульсной обработки и ячеистой субструктурой при обработке электронным пучком. Полученные результаты могут быть использованы для разработки комбинированных видов обработки, которые сочетают импульсное магнитное поле и электронных пучок.

На основе результатов термогравиметрического анализа (ТГА) гидроконверсии гудрона, шинной резины и ее смесей с гудроном в присутствии прекурсора наноразмерного катализатора показано, что термодинамические характеристики деструкции смеси зависят от содержания в них резины. Энергия активации Еа, вычисленная по кинетическим уравнениям на основе данных ТГА, оказалась наименьшей для смеси, содержащей 70 мас. % гудрона и 30 мас. % резины; в этом случае наблюдается повышение степени пре- вращения при гидроконверсии и увеличение выхода дистиллятных продуктов. Проведен анализ выхода продуктов макрокомпонентов: парафино-нафтеновых, ароматических, смол и асфальтенов. Показано изменение химизма процесса гидроконверсии гудрона с резиной в зависимости от состава сырьевой смеси, обусловленное отклонением выхода продуктов гидроконверсии смеси от аддитивного выхода продуктов в отдельности от гудрона и резины.

Пленки композитов (Сd3As2)100-X(MnAs)X на подложках из кремния и ситалла с концентрацией Mn 5.8-16.4 ат.% были получены методом вакуумно-термического испарения. Структурные свойства пленок исследованы методами рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Магнитооптические свойства исследовались методом экваториальногоэффекта Керра (ЭЭК) в диапазоне энергий 0.5-4.0 эВ в магнитных полях напряженностью до 3 кЭ при температуре 20-300 К. В геометрии экваториального эффекта Керра получены спектральные, полевые и температурные зависимости ЭЭК. Анализ экспериментальных данных показал, что при содержании Mn более чем 12.9 ат.% пленки содержат α′′-фазу топологического полуметалла Дирака Сd3As2 в виде крупных гранул, а также ферромагнитные гранулы MnAs. Температура Кюри пленок зависит от содержания в них Mn и меньше, чем температура объемных образцов МnAs. При содержании в пленке Мn 5.8 ат.% и 6.4 ат.% магнитооптический отклик не обнаружен, что свидетельствует о формировании при малых концентрациях Mn суперпарамагнитного состояния или состояния спинового стекла. При содержании в пленке Mn 9.9 ат.% обнаружено значительное изменение магнитооптических спектров, что свидетельствует об образовании нанокластеров MnAs и частичном растворении Mn в матрице Сd3As2

В статье представлены результаты электронно-пучковой обработки диффузионных слоев на основе бора и алюминия на примере стали 20, на базе модернизированного источника электронов с плазменным катодом на основе дугового разряда низкого давления. Введенный контур обратной связи по ионному току в ускоряющем промежутке плазменного источника электронов позволяет повысить управляемость генерации пучка и электрическую прочность ускоряющего промежутка и тем самым обеспечить обработку поверхности образцов стали до заданной температуры. Для обеспечения стабильности процесса электронно-пучковой обработки предлагается предварительный прогрев поверхности до температуры 400–700 ? импульсами воздействия с контролируемым током разряда. На основном этапе электронно-пучковой обработки температура поверхности диффузионных составляет ~1900 ?. Для обеспечения данного диапазона температуры ток разряда регулируется в пределах 20–150 А в течение импульса длительностью 950 мкс, количество импульсов – три (интервал между импульсами 3 с). Обработка электронным пучком при данных режимах приводит к структурной трансформации диффузионного слоя на глубину более 150 мкм и к существенному повышению значений микротвердости. Отработанный режим электронно-пучковой обработки может быть рекомендован как дополнительный метод в технологиях комбинированной модификации диффузионных слоев на основе бора и алюминия.