О наноразмерном эффекте при упрочнении деталей машин c использованием автоматизированной установки электроакустического напыления

Раздел VII. НАНОИНЖЕНЕРИЯ

 

УДК 669.-175.2:621.7.022.6

В. Х. АЛЬ-ТИББИ, В. С. МИНАКОВ, В. Н. АНИСИМОВ, А. Н. КОЧЕТОВ

О НАНОРАЗМЕРНОМ ЭФФЕКТЕ ПРИ УПРОЧНЕНИИ ДЕТАЛЕЙ

МАШИН C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ

УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ

В работе проводится исследование влияния технологических режимов электроакустического напыления на параметры кристаллической структуры покрытий, получаемых данным способом. Для исследования кристаллической структуры используется метод рентгеноструктурного анализа.

Ключевые слова: Электроакустическое напыление, наноразмерный эффект, параметр кристаллической решетки, рентгеноструктурный анализ.

Введение

В данной работе проводится исследование кристаллической структуры покрытий, получаемых методом электроакустического напыления (ЭЛАН) [3,4,5]. В основе метода лежит использование высококонцентрированных потоков энергии электрической искры и продольно-крутильных ультразвуковых колебаний. Такие покрытия позволяют заметно (в 6-8 раз) увеличить ресурс работы деталей машин. По результатам исследований делаются выводы о возможности получения нанокристаллических покрытий данным методом.

Рентгеноструктурный анализ микроструктуры проводился на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3М с использованием характеристического излучения железного анода рентгеновской трубки (25 кВ, 5 мА) с выделением lKa - спектральной линии образца и детектора по методу фокусировки Брэгга-Брентано [6]. Скорость движения детектора - 1 град/мин, время интегрирования рентгеновских квантов – 5 с. Точность измерения положения дифракционных максимумов D(2q) = ± 0.02 градуса. Материал образцов для исследования – сталь 45. В качестве эталона был взят образец без напыления из материала электродов.

Во всех случаях варьировались электрическое напряжение, подводимое к электродам (U) и амплитуда (A) ультразвуковых колебаний.

Процентное содержание аморфной фазы оценивалось по отношению интенсивностей пиков образца и эталона (без учета текстурной компоненты). По экспериментальным данным было установлено, что исследуемые образцы представляют собой . Величина физического уширения линий дифрактограммы, обусловленная дисперсностью блоков частиц была найдена методом Шеррера-Вилсона [7].

По результатам эксперимента выяснено, что наблюдается заметное уширение дифракционных пиков, вызванное, по нашему мнению, дисперсность кристаллитов. Такой вывод основан на предварительной оценке, проведенной по методу Уоррена-Авербаха [8] с разделением вкладов от действующих факторов. Кроме того, происходит на сотые доли градуса смещение положения центра тяжести пиков на дифрактограммах и увеличение параметра решетки a в диапазоне 1,14 – 1,16 %. Зависимость величины физического уширения от величины параметра решетки при варьировании напряжения, подводимого к электроду, и амплитуды ультразвуковых колебаний нельзя считать однозначными, т. е. делать вывод о росте или уменьшении a при изменении технологических параметров, однако с увеличением физического уширения величина a однозначно возрастает. Аналогичное явление наблюдается для оксидов, т. е. при увеличении физического уширения дифракционных пиков, вызванного уменьшением размеров кристаллитов, наблюдается увеличение параметров решетки [8]. Неоднозначное изменение величины a в зависимости от технологических параметров является характерным для нанокристаллических металлов вообще [1] и зависит от метода их получения.

Указанные факты являются прямым свидетельством наличия в напыленном слое наноразмерного эффекта [1], что подтверждается расчетным размером ОКР. Величины размеров ОКР для рефлексов 110 и 220 заметно расходятся, как и процентное содержание аморфной фазы, что вызвано, по всей видимости, наличием значительного угла разориентирования развитой мозаичной структуры кристаллов.

Выводы

Показана перспективность использования метода ЭЛАН для получения наноструктур в поверхностном слое напыленных образцов. Основываясь на полученных результатах, можно заключить, что имеется определенный разброс величины ОКР и параметров решетки, не имеющий определенной тенденции и вызванный варьированием режимов напыления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  , Ремпель материалы. М., Физматлит, 20c.

2.  , Александров материалы, полученные методом интенсивной пластической деформации. М., Логос, 20c.

3.  Минаков комплексных механических и электрофизических процессов обработки на основе использования энергии трансформируемых ультразвуковых колебаний. Дис. д-ра техн. наук - Ростов н/Д, 19c.

4.  Кочетов -дислокационный механизм упрочнения деталей машин методом электроакустического напыления. - Дис. к-та техн. наук - Ростов н/Д, 19c.

5.  , Аль-, , Чиликин материалов с различными физико-механическими свойствами на износостойкость режущего инструмента, упрочненного методом электроакустического напыления / 9-я международная практическая конференция «Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки» - Санкт-Петербург, 2007.

6.  , Скаков металлов. – М., Атомиздат, 1978. C. 45.

7.  Вишняков методы исследования структуры деформированных кристаллов. – М.: Металлургия, 1975.

8.  , , Расторгуев и электронно-оптический анализ. – М.: МИСИС, 1994.

Висам Хусамович Аль-Тибби Кандидат технических наук, доцент ФГОУ ВПО «Донской государственный технический университет» Тел.: +4-89 E-mail: *****@***ru	Валентин Степанович Минаков Доктор технических наук, профессор ФГОУ ВПО «Донской государственный технический университет» Тел.: [phone] E-mail: *****@***ru
Владимир Николаевич Анисимов Доцент ФГОУ ВПО «Донской государственный технический университет» Тел.: [phone] E-mail: *****@***ru	Андрей Николаевич Кочетов Кандидат технических наук, доцент ФГОУ ВПО «Донской государственный технический университет» Тел.: [phone] E-mail: *****@***ru

W. H. Al-TIBBI, V. S. MINAKOV, V. N. ANISIMOV, A. N. KOCHETOV

ABOUT NANOSIZE EFFECT AT HARDENING OF MACHINE PATRS BY THE METHOD OF ELECTROACOUSTIC COATING

WITH AUTOMATIVE EQUIPMENT

Researches of electroacoustic coating technological modes influence on crystalline grid parameters. X-ray analysis was used for researches of crystal structure.

Key words: electroacoustic coating, nanosize effect, crystalline grid parameter, X-ray analysis.

Wisam Husamovich AL-Tibbi Candidate of technical sciences, senior lecturer «Don State Technical University» Phone: +4-89 E-mail: *****@***ru	Valentin Stepanovich Minakov Doctor of technical sciences, professor «Don State Technical University» Phone.: : [phone] E-mail: [e-mail]
Vladimir Nikolaevich Anisimov Senior lecturer «Don State Technical University» Phone: [phone] E-mail: *****@***ru	Andrey Nikolaevich Kochetov Candidate of technical sciences, senior lecturer «Don State Technical University» Phone: [phone] E-mail: *****@***ru

УДК 503.145:621.891]:539.2

В. Я. ВАРГАШКИН

ТУННЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ДРЕЙФОВОГО ТОКА

ЧЕРЕЗ СУБМИКРО - И НАНОРАЗМЕРНУЮ ПЛЁНКУ ДИЭЛЕКТРИКА В ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЯХ С ЖИДКОСТНЫМ И ГРАНИЧНЫМ ТРЕНИЕМ

Представлена модель формирования дрейфового тока в субмикро - и наноразмерных диэлектрических пленках высокочастотных трибосопряжений с жидкостным и граничным трением, как следствия реализации туннельного эффекта. Показано, что туннельный триботок существенным образом зависит от вспышек температуры в нагруженных зонах. Модель может быть использована в целях технического диагностирования, а также снижения скорости изнашивания.

Ключевые слова: туннельный эффект, субмикро - и наноразмерные диэлектрические плёнки, высокочастотные трибосопряжения, жидкостное трение, граничное трение, изнашивание, техническое диагностирование.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Нерарушающий контроль: Справочник: В 8 Т. / Под общ. Ред. .–Т. 5: В 2 кн.: Кн. 2: , , ёва, , . Электрический контроль.–2-е изд. Испр.–M.: Машиностроение, 2006.–688 с.: ил и цветная вкладка 24 c.

2.  Non-destructive testing and diagnostics. Handbook: In 8 Volumes / Edited by V. V.Klyuev.–V. 5: In 2 books.: Book 2: K, V.Podmasteriev, F. R.Sosnin, S. F.Korndorf, T. I.Nogachyova, E. V.Pakholkin, L. A.Bondareva, V. F.Muzhitskiy. Electrical testing.-Moscow: Publishing house Spectr, 2009.–2006.–732 p. fig. and colour insert 16 c.

3.  Non-destructive testing and diagnostics: Edited by V. V.Klyuev and G. V.Zusman.–Russian Society for Nondestructive Testing and Technical Diagnostics: Moscow, Russia; Metrix Instruments Co, Houston, USA, 2004.–656 p.

4.  . Электрические методы комплексного дигностирования опор качения.–М. : Машиностроение – 1, 2001.-376 с.: ил.

5.  Электрические методы трибодиагностики: учеб. пособие для вузов / , .–Орел: изд-во ОрлГТУ, 2010.-114 с.

Доктор технических наук, профессор Госуниверситет – УНПК, г. Орел E-mail: *****@***ru

V. YA. VARGASHKIN

TUNNEL CHARACTER OF THE DRIFT CURRENT THROUGH MIСRO- AND NANODIMENSIONAL DIELECTRIC FILM IN HIGH-FREQUENCY TRIBO-PIECES WITH THE LIQUID AND BOUNDARY FRICTION

The model of formation of a drift current in submicro - and nanodimensional dielectric films of high-frequency tribo-pieces with a liquid and boundary friction, as consequences of realisation of tunnel effect is presented. It is shown that tunnel tribocurrent strongly depends on temperature flashes in tension zones. The model can be used for technical diagnostics, and also decrease in speed of wear process.

Keywords: tunnel effect, submicro - and nanodimensional dielectric films, high-frequency tribopieces, liquid friction, boundary friction, wear process, technical diagnostics.

Vargashkin Vladimir YA. Doc. Tech. Sci., professor State university – SSPC, Orel E-mail: *****@***ru

УДК 621.787.4

В. А. ГОЛЕНКОВ, С. Ю. РаДЧЕНКО, , И. М. ГРЯДУНОВ

СОЗДАНИЕ ГРАДИЕНТНЫх НАНОСТРУКТУР

В ОСЕСИММЕТРИЧНЫх ИзДЕЛИЯх

Рассмотрен процесс комплексного локального деформирования, на примере обработки втулки из бронзового сплава. Дан анализ создания градиентных субмикро - и наноструктур, показана их область применения для подшипников скольжения. Показаны преимущества процесов комплексного локального деформирования в плане создания наноструктур в металлах перед технологиями интенсивного пластического деформирования и методов поверхостного пластического деформрования. Приведен феменологический анализ напряженого состаяния в теле заготовки при комплексном локальном деформировании. На примере осесимметричного изделия из бронзового сплава показан рост глубины упрочнения, степени упрочнения, степени фрагментирования зерен и межзеренных нераствореных включений при увеличении числа циклов деформирования.

Ключевые слова: упрочнение, градиентные структуры, наноструктуры, комплексная локальная деформация, осесимметричные изделия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Голенков, В. А Применение комплексного локального нагружения при формировании градиентных механических свойств [Текст] / , , // Заготовительные производства в машиностроении. №1С. 22-25

2.  Голенков, градиентных субмикро – и наноструктурных состояний комплексным локальным нагружением очага деформации [Текст] / , , // Упрочняющие технологии и покрытия№3. - С. 54-56.

3.  Голенков, градиентных структур на основе метода валковой штамповки [Текст] / , , // Известия ОрелГТУ. Серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии», № 3/275(561). – Орел: ОрелГТУС.42-46.

4.  Пат 2389580 Российская Федерация, B21D 51/02. Способ получения металлических втулок с градиентной субмикро - и нанокристаллическими состоянием материала[Текст] / В. А., Голенков, С. Ю., Радченко, ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «ОрелГТУ». - № /02; заявл. 26.11.2008; опубл. 20.05.2010, Бюл. №14.

Государственный университет – УНПК, г. Орёл доктор технических наук, профессор, ректор г. Орел, Наугорское шоссе, 29 Тел. (48, E-mail: *****@***ru	Мценский филиал Государственный университет – УНПК, г. Мценск кандидат технических наук, доцент г. Орел, Наугорское шоссе, 29 Тел. (486 E-mail: *****@***ru
Государственный университет – УНПК, г. Орёл доктор технических наук, проректор, профессор г. Орел, Наугорское шоссе, 29 Тел. (48 E-mail: *****@***ru	Государственный университет – УНПК, г. Орёл аспирант г. Орел, Наугорское шоссе, 29 Тел. (48 E-mail: *****@***ru

V. A. Golenkov, S. Y. Radchenko, D. O. Dorohov, I. M. Gryadunov

CREATING GRADIENT NANOSTRUCTURES

IN AXISYMMETRIC PRODUCTS

The process of local deformation of the complex, an example of processing hubof the bronze alloy. The analysis of a gradient of submicro-and nanostructures, showing their range of application for sliding bearings. The advantages of the complex processes of local deformation in terms of creating nanostructures in metals to the technology intensive plastic deformation and plastic methodspoverhostnogo deformrovaniya. An analysis of the stress femenologichesky in the body can cope with the workpiece when the local deformation of the complex. In the case of axisymmetric products made of bronze alloy shows an increase in the depth of hardening, the degree of hardening, the degree of fragmentation of grains and grain of undissolved inclusions with an increase in the number of cycles of deformation.

Keywords: hardening, gradient structures, nanostructures, complex local deformation, axisymmetric products.

BIBLIOGRAPHY

[1] Golenkov, V. A. Application complex local weighting at formation gradient mechanical properties [Text] / V. A.Golenkov, S. J.Radchenko, O. V.Dorofeyev, D. O.Dorokhov//Procuring manufactures in mechanical engineering. №1P. 22-25

[2] Golenkov, V. A. Shaping of gradient submikro – and nanostructured conditions complex local weighting the center deformations [Text] / V. A.Golenkov, S. J.Radchenko, D. O.Dorokhov//Strengthening technologies and coverings№3. - P. 54-56.

[3] Golenkov, V. A. Creation of gradient structures on the basis of a method roller punchings [Text] / V. A.Golenkov, S. J.Radchenko, O. V.Dorofeyev, D. O.Dorokhov//Izvestija OrelSTU. A series «Fundamental and applied problems of technics and technology», № 3/– Orel: OrelSTUP.42-46.

[4] Pat 2389580 RF, B21D 51/02. Mode of reception of metal barrels with градиентной submikro - and nanocrystal condition of a material [Text] / Century А, Golenkov, С. Ю., Radchenko, D. O.Dorohov; the applicant and patent holder SEO HPE «OrelSTU». - № /02; application 26.11.2008; published 20.05.2010, Bull. №14.

Golenkov Vyacheslav Aleksandrovich Federal State Budget Educational Institution of Higher Vocational Training "State University – Educational Sci­entific Production Complex", Orel Doc. Sc. tech., Prof., rector Phone. (48, E-mail: [e-mail]	Dorokhov Daniel Olegovich Mtcensk department of Federal State Budget Educational Institution of Higher Vocational Training "State University – Educational Sci­entific Production Complex", Mtcensk Cand. Tech. Sci., senior lecturer Phone. (486 E-mail: *****@***ru
Radchenko Sergey Yurevich Federal State Budget Educational Institution of Higher Vocational Training "State University – Educational Sci­entific Production Complex", Orel Doc. Sc. tech., Prof., prorector Phone. (48 E-mail: *****@***ru	Grjadunov Igor Mihajlovich Federal State Budget Educational Institution of Higher Vocational Training "State University – Educational Sci­entific Production Complex", Orel Post graduate student, Phone. (48 E-mail: *****@***ru

УДК 621.9.02:621.793

А. В. КИРИЧЕК, М. Ф. СЕЛЕМЕНЕВ

НАНОПЛЕНКИ ЭПИЛАМОВ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

И ПЕРИОДА СТОЙКОСТИ ИНСТРУМЕНТА

Рассмотрено применение нанопленок эпиламов в технологических процессах механической обработки материалов с целью повышения периода стойкости режущего и деформирующего инструмента и обеспечения качества продукции. Описаны этапы формирования нанопленки на рабочей поверхности инструмента и механизм влияния эпиламов на эффективность механической обработки. Приведены результаты экспериментальных исследований и технологические рекомендации.

Ключевые слова: нанопленки эпилама, СОТС, ПАВ, стойкость режущего и деформирующего инструмента, технологическое обеспечение качества продукции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Гулянский эпиламирования для повышения износостойкости изделий. // Трение и износ. 1992. Т. 13, № 4. – С. 695-701

2.  , Звягина - нанотехнология для повышения эффективности механической обработки // Справочник. Инженерный журнал№ 2. – С. 15-18.

3.  , Звягина рационального использования эпиламированных быстрорежущих сверл // Трение и смазка в машинах и механизмах. – 2007. - № 11. – С. 19-23.

4.  , Звягина влияния эпиламирования на повышение стойкости осевого инструмента. // Упрочняющие технологии и покрытия№ 1. - С. 30-35.

5.  Совершенствование технологии ротационной вытяжки корпуса масляного фильтра эпиламированием инструмента / , , // Известия ОрелГТУ, серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии». – 2008, - №4-4/272(550), - С. 13-15.

6.  Перспективы повышения эффективности деформирующе-режущего протягивания статико-импульсным нагружением и эпиламированием / , , // Известия ОрелГТУ. Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, 2009, № 3-2/– С. 3-6.

7.  Принципы применения эпиламированного инструмента при дорновании / , , // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, 2010, № 5-2/283.– С. 20-23.

Госуниверситет - УНПК, г Орел Доктор технических наук, профессор тел./ fax [phone] E-mail: *****@***com

Госуниверситет - УНПК, г Орел Кандидат технических наук, заведующий лабораторией тел./ fax [phone] E-mail: *****@***com

A. V. KIRICHEK, M. F. SELEMENEV

EPILAMS NANO-FILMS AS THE INCREASING MEANS

EFFICIENCY OF MACHINING TECHNOLOGIES

AND THE PERIOD OF THE TOOL FIRMNESS

Application of epilam nanocovers in technological machining materials processes for the purpose of increasing of the firmness period of the cutting and deforming tool and maintenance of production quality is considered. Formation stages nano-films on a work face of the tool and the influence gear epilams on efficiency of machining are described. Results of experimental researches and technological recommendations are resulted.

Keywords: epilams nano-films, lubricant, SAS, cutting and deforming tool life, technological support of quality products.

BIBLIOGRAPHY

[1] Guljansky L. G.application of epilaming for increasing the wear resistance of products.//the Friction and deterioration. 1992. Part 13, № 4. – P. 695-701

[2] Kirichek A. V., Zvyagin E. A. Epilam covering - a nanotechnology for increasing of machining efficiency//the Directory. Engineering magazine№ 2. – P. 15-18.

[3] Kirichek A. V., Zvyagin E. A.condition of rational use epilam-covered fast-cutting boring bits//the Friction and lubricant in cars and gears. – 2007. - № 11. – P. 19-23.

[4] Kirichek A. V., Zvyagina E. A. Probe of epilaming influence on increasing of firmness to a wasping tool.//Strengthening technologies and coverings№ 1. - P. 30-35.

[5] Perfection of a rotational extract technology of an oil strainer housing by epilamitg the tool / A. V.Kirichek, M. F.Selemenev, K. F.Selemenev, A. JU. Maltsev//News the Orel-STU, a series «Fundamental and applied problems of technics and technology». – 2008, - №4-4/272(550), - P. 13-15.

[6] Prospects of increasing the efficiency of a deformating-cutting drawing statik-pulse weighting and epilaming / A. V.Kirichek, S. K.Ambrosimov, M. F.Selemenev, V. V.Morin, K. F.Selemenev//Izvestija OrelGTU. Fundamental and applied problems of technics and technology, 2009, № 3-2/– P. 3-6.

[7] Application principles of the epilamed tool at mandrelling / A. V.Kirichek, M. F.Selemenev, G. N.Semenkin, A. F.Osipov//Fundamental and applied problems of technics and technology, 2010, № 5-2/283.– P. 20-23.

Andrey Viktorovich Kirichek Doc. Sc. tech., Prof. Federal State Budget Educational Institution of Higher Vocational Training "State University – Educational Sci­entific Production Complex", Orel Phone:(48 E-mail: *****@***ru

Selemenev Michael Fedorovich Cand. Tech. Sci., the laboratory manager, Federal State Budget Educational Institution of Higher Vocational Training "State University – Educational Sci­entific Production Complex", Orel Phone/ fax [phone] E-mail: *****@***com

УДК 539.4.375;621.565

В. В. МАЛИНИН

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ СТРУКТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ

МЕЗОМЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ ДЛЯ ТЕЛ

С МАКРОКОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ

На основе структурно-аналитической мезомеханики развивается метод построения двухуровневого критерия разрушения, учитывающего иерархический характер развития повреждаемости и взаимное влияние зон структурных концентраторов (ЗСК) и макроконцентраторов напряжений. С целью учета влияния ЗСК вводятся экспериментально обоснованные тензорные параметры магнитомеханического эффекта: тензор магнитной дисторсии и тензорная интенсивность собственного магнитного поля рассеивания, возникающего в ЗСК нагруженного тела. Обсуждаются возможные направления развития мезомеханики разрушения.

Ключевые слова: структурно-аналитическая мезомеханика, тензор магнитной дисторсии, вектор интенсивности собственного магнитного поля рассеивания, градиентный подход, критерии разрушения, структурные уровни повреждаемости.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  , Малинин -аналитическая теория прочности. – СПб.: Наука, 1993. – 47с.

2.  , Малинина -аналитическая мезомеханика деформируемого твердого тела. // Физ. мезомех. – 2005. – т.8. – №5. – с. 31-45.

3.  Малинин -механический подход в мезомеханике разрушения. [Текст]/ // Справочник. Инженерный журнал.№6-2011.С. 52-56.

4.  Леган, разрушающей нагрузки, места и направления разрыва с помощью градиентного подхода. [Текст]: . - ПМТФ. Т. 35. №с. 117-124.

5.  , Дубова Ал. А. Колокольников матнитной памяти и приборы контроля. Учебное пособие. – М.: «Тиссо», 20с.

6.  В Структурно-аналитический градиентный критерий разрушения пластин с макроконцентраторами напряжения/автореферат диссерт. на соискание ученой степени к. т.н. по специальности 01.02.04.-Механика деформируемого твердого тела, Орел 2011.С.24.

7.  , , Малинина -аналитическая мезомеханика и ее приложения. – М.: Машиностроение, 2009 – 635с.

Кандидат технических наук, старший преподаватель Госуниверситет – УНПК, г. Орел Тел.+7 (48 E-mail: *****@***ru

V. V. MALININ

DEVELOPMENT OF METHODS STRUCTURALLY-ANALYTICAL

MESOMECHANICAL DESTRUCTIONS FOR BODIES

WITH MACRO CONCENTRATORS OF STRESSES

On the basis of structurally-analytical mesomechanical the method of construction of two-level criterion of the destruction considering hierarchical character of development of damageability and mutual influence of zones of structural concentrators (ZSC) and macro concentrators of stresses develops. With the purpose of the account of influence ZSC are entered experimentally proved tensor of parameters magneto mechanical effect: tensor magnetic distortions and tensor of intensity of own magnetic field of the dispersion arising in ZSC loaded body. Possible{probable} directions of development mesomechanical destructions are discussed.

Keywords: structurally-analytical mesomechanical, tensor magnetic distortions, a vector of intensity of own magnetic field of dispersion, gradient the approach, criteria of destruction, structural levels of damageability.

BIBLIOGRAPHY

[1] Lihachev V. A, Malinin V. G. Structurally-analytical theory of strength. – SPb.: a science, 1993. – 47p.

[2] Malinin V. G, Malinin N. A. Structurally-analitical mesomechanic of a deformable solid.//Phyz. Mesomeh. – 2005. – p.8. – №5. – p. 31-45.

[3] Malinin V. V. Structurally-mechanical approach in the mesomechanic of collapse. [Text] / V. V.Malinin//the Directory. Engineering magazine.№6-2011.P. 52-56.

[4] Legan, M. A. Definition of a load at failure, places and directions of rupture with the help of the gradient approach. [Text]: M. A.Legan. - PMTF. P. 35. №p. 117-124.

[5] Dubov A. A., Dubova A. A., A. Kolokolnikov S. M. The method of a magnet memories and control devices. The manual. – М: «Tisso», 20p.

[6] Malinin V. V Structurally-analytical gradient criterion of collapse of plates with pressure/author's abstract macroconcentrators diss. on scientific degree cand. tech. sci. On a speciality of the 01.02.04.-mechanic of a deformable solid, Orel 2011.P.24.

[7] Golenkov V. A, Malinin V. G, Malinin N. A.structurally of the mesomechanic and its appendices. – М: Mechanical engineering, 2009 – 635p.

Malinin Vladimir Vladislavovich Cand. Tech. Sci., the senior teacher State university – SSPC, Orel Phone.+7 (48 E-mail: *****@***ru

УДК 539.4.011

В. Г. МАЛИНИН

СТРУКТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ МЕЗОМЕХАНИКА СРЕДЫ

С ТРАНСЛЯЦИОННО-РОТАЦИОННЫМИ МОДАМИ

ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ

На основе методологии структурно-аналитической мезомеханики развивается теория интенсивной пластической деформации, когда доминирующим механизмом структурообразования становятся ротационные моды пластической деформации и эволюция дефектной структуры приобретает синергетический характер на микро-, мезо(нано)- и макромасштабном уровнях.

Ключевые слова: структурно-аналитическая мезомеханика, трансляционно-ротационная мода деформации, микро-, мезо - (нано)- и макромасштабные структурные уровни, интенсивная пластическая деформация.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  , Малинин -аналитическая теория прочности. - С. Петербург "Наука",1993 – 471с.

2.  Малинина и разрушение поликристаллов с микронапряжениями – Нов ГУ им. Ярослава Мудрого. – Вестник Новгорода. 2003г. – 160с.

3.  , Малинина -аналитическая мезомеханика деформируемого твердого тела// Физическая мезомеханика. –№23, 2005. С.31-45.

4.  Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов. В 2-х т./ Под ред. .-Новосибирск: Наука,1995. Т1-298с.,Т.2-320с.

5.  , , Малинина -аналитическая мезомеханика и ее приложения.-М.: Машиностроение, 20с.

6.  Лойцянский жидкости и газа.-М.:Изд-во Наука, 1970, 904с.

7.  , // Прикладная механика. 1975 Т.2, №2. с.15-21.

8.  Krener E. Kontinuumstheorie der Veretzungen und Eigenspanungen. Springen-Verlag, 1958.

Госуниверситет - УНПК, г. Орел

Доктор физико-математических наук, профессор,

Заведующий кафедрой «Динамика и прочность машин»

Тел.: +7 (48

E-mail: malinin. *****@***ru

V. G. MALININ

STRUCTURAL AND ANALYTICAL MESOMECHANICS

OF THE ENVIRONMENT WITH TRANSMITTING AND ROTATIONAL MODES OF DEFORMATION AND DESTRUCTION

On the basis of methodology of structural and analytical mesomechanics the theory of intensive plastic deformation when rotational modes of plastic deformation and evolution of defective structure become the dominating mechanism of structurization develops gains synergetic character on micro, meso(nano)- and macrolarge scale levels.

Keywords: structural and analytical mesomechanics, transmitting and rotational fashion of deformation, micro, mes - (nano)- and macrolarge scale structural levels, intensive plastic deformation.

BIBLIOGRAPHY

[1] Lihachev V. A, Malinin of Century the Structurally-analytical theory of strength. - S. Peterburg "Nauka",1993 – 471p.

[2] Malinin N. A.Deformation and collapse of polycrystals with micropressure – NovgorodSU of Yaroslav the Wise. – the bulletin of Novgorod. 2003г. – 160p.

[3] Malinin V. G, Malinin N. A. Structurally of the mesomechanic of a deformable solid//the Physical mesomechanics. –№23, 2005. P.31-45.

[4] The physical mesomechanics and computer designing of materials. In 2 t./Under the editorship of V. E.Panin.-Novosibirsk: Nauka,1995. P1-298p.,P.2-320p.

[5] Golenkov V. A, Malinin V. G, Malinin N. A. Structurally-analytics mesomechanic and its applications. - M.: Mashinostroenie, 20p.

[6] Lojtsjansky L. G. Mechanics of a liquids and gas. - M.:Publ. house "Science", 1970, 904p.

[7] Rusinko K. N., Malinin V. G//Applied mechanics. 1975 P.2, №2. p.15-21.

[8] Krener E. Kontinuumstheorie der Veretzungen und Eigenspanungen. Springen-Verlag, 1958.

Malinin Vladimir Vladislavovich

Cand. Tech. Sci., the senior teacher

State university – SSPC, Orel

Phone.+7 (48

E-mail: *****@***ru

УДК 539.374.02+574.4

Г. В. МАЛИНИН

СТРУКТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ МЕЗОМЕХАНИКА

НАНОСТРУКТУРНЫХ СОСТОЯНИЙ СРЕДЫ

С ОБРАТИМЫМИ МАРТЕНСИТНЫМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ

Используя методы структурно-аналитической мезомеханики, формулируются определяющие уравнения для прогноза деформационных эффектов в среде с мезо (нано) структурными состояниями. Развивается метод построения связной системы интегро-дифференциальных соотношений для описания процессов структурной эволюции и деформации на микро - мезо - и макромасштабных уровнях. Особое внимание уделяется развитию метода эффективного поля, с целью моделирования эволюции структурных напряжений, возникающих на границе раздела аустенитной и мартенситной фазы.

Ключевые слова: структурно-аналитическая мезомеханика, обратимые мартенситные превращения, самоорганизация мартенситных кристаллов, микро - мезо- и макромасштабные уровни.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Лихачев -аналитическая теория прочности [Текст] / , //Спб. Наука. 19с.

2.  Панин физической мезомеханики [Текст] //Изв. вузов. Физика№ 1. - с

3.  Панин мезомеханика и компьютерное конструирование материалов [Текст] / , , и др.// Новосибирск: Наука, 1995. - т.с. т.с.

4.  Малинина деформации поликристаллов основанная на структурно-аналитической концепции физической мезомеханики материалов / , Г [Текст] // Вестн. НовГУ. сер.:Естеств. и техн. науки, 1998, № 10, с

5.  Г Структурно-аналитическая теория физической мезомеханики материалов [Текст]// Вестн. НовГУ. сер.: Естеств. и техн. науки, 1997, № 5, с. 35-38.

6.  Малинин -аналитическая модель физической мезомеханики для материалов с эффектом памяти формы [Текст] // Научные труды I международного семинара "Актуальные проблемы прочности" им. . Новгород. 1997 т.2 ч.1.с.26-32.

7.  О расчете межфазных структурных напряжений, возникающих на фронте мартенситных превращений [Текст]/ Малинин Н. А. //Научные труды I международного семинара "Актуальные проблемы прочности" им. . Новгород. 1997 т.2 ч.1.с.33-37.

8.  Научные основы материаловедения /Под. ред. // Москва: Изд. МГТУ им. , 19с.

9.  Рыбин -кинетические аспекты физики развитой пластической деформации [Текст] // Изв. вузов. Физика№ 3- с. 7-22.

10. Козлов уровни пластической деформации и разрушения [Текст]/ , // Сб. статей под. ред. акад. - Новосибирск: Наука, 1990. - с. 123-186.

11. Лойцянский жидкости и газа [Текст] //М.: Изд-во Наука, 19с.

12. Введение в микромеханику /Под. ред. М. Онами; пер. с яп. под. ред. . М.: // Металлургия, 19с.

ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», г. Орел, Россия Кандидат технических наук, доцент кафедры «Динамика и прочность машин» Тел: +7 (48, м. т. 8- E-mail: *****@***ru

G. V. MALININ

STRUCTURED-ANALYTICAL MESOMECHANICAL NANOSTRACTURES

OF THE CONDITIONS OF THE ENVIRONMENT

WITH REVERSIBLE MARTENSITICAL OF TRANSFORMATIONS

Using methods structured-analytical mesomechanics, are formulated defining equations for forecast deformations of deformation effects in the environment with nanostructures by conditions. Develops the method of the building of the connected system integra-differential correlations for description of the processes to structured evolution and deformation on micro-meso and macro levels. Emphases is spared development of the method of the efficient field, for the reason modeling of the evolutions of the structured stresses, appearing on border of the section austenitic and martensitical of the phase.

Keywords: structured-analytical mesomechanical, reversible martensitical of the conversion, self-organizing martensitical crystals, micro - мезо- and macro levels.

BIBLIOGRAPHY

[1] Lihachev V. A. The structurally-analytical theory of strengths [Text] / Lihachev V. A, Malinin V. G.//Spb. Nauka. 19p.

[2] Panin V. E. Bases of physical mesomechanics [Text]//Izv. of High schools. Physics№ 1. - p

[3] Panin V. E. The physical mesomechanics and computer designing of materials [Text] / Panin V. E, Egorushkin V. E, Makarov P. V and other//Novosibirsk: Nauka, 1995. - p.p. p.p.

[4] Malinin N. A. Theory of polycrystals based deformation on the structurally-analytical concept of physical mesomechanics of materials / Malinina N. A., Malinin V. G [Text]//Vestn. NovSU. Sulfurs.:Natural and tech. Sciences, 1998, № 10, p

[5] Malinin V. G the Structurally-analytical theory of physical mesomechanics of materials [Text]//Vestn. NovSU. Sulfurs.:Natural and tech. Sciences, 1997, № 5, p. 35-38.

[6] Malinin V. G. Structurally-analytical model of physical mesomechanics for materials with effect of memory forms [Text]//Proceedings of I international seminar "Actual problems of strength" of V. A.Lihacheva. Novgorod. 1997 p.2 p.1.p.26-32.

[7] Malinin V. G. About calculation of the interphase structural pressure arising at the front мартенситных of transformations [Text] / Malinin V. G., Malinin N. А.//Proceedings of I international seminar "Actual problems of strength" of V. A.Lihacheva. Novgorod. 1997 p.2 p.1.p.33-37.

[8] Scientific bases of materials technology / under. edition of B. N.Arzamasova//Moscow: publ. MGTU of D. C. Bauman, 19p.

[9] Rybin V. V. Structurally-kinetic aspects of physics of the developed plastic deformation [Text]//Izv. High schools. Physics№ 3- p. 7-22.

[10]  Kozlov Ye. V. Structured levels of plastic deformation and collapses [Text] / Kozlov E. V., Koneva N. A.//Sb. Articles under. edit. acad. V. E.Panin - Novosibirsk: Nauka, 1990. - p. 123-186.

[11]  Lojtsjansky L. G. Mechanics of a liquid and gas [Text]//М: Publishing house "Nauka", 19p.

[12]  Introduction in micromechanics / under. edit. M. Onami; the lane with japan. P. D.Boev under. edit. G. Ja. Gun. М://Metallurgy, 19p.

Malinin Georgiy Vladislavovich Cand. Tech. Sci., the senior teacher State university – SSPC, Orel Phone.+7 (48 E-mail: *****@***ru

УДК 539.4.011

Н. А. МАЛИНИНА

СТРУКТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ДЕФОРМАЦИИ

И РАЗРУШЕНИЯ СУБМИКРО - И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ

МАТЕРИАЛОВ С МИКРОНАПРЯЖЕНИЯМИ

На основе методологии структурно-аналитической мезомеханики развивается теория деформации и разрушения субмикро и нанокристаллических материалов с микронапряжениями основанная на концепции взаимосвязанного многоуровневого развития процессов пластического течения и разрушения. Определяющие соотношения теории позволяют учитывать высокие структурные напряжения, вызванные границами зерен и влияние размеров зерен на начальное значение напряжения течения согласно соотношению Холла-Петча.

Ключевые слова: структурно-аналитическая мезомеханика, субмикро и наноструктура, некубические кристаллы, неориентированные и ориентированные напряжения, структурные и масштабные уровни.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  , Малинин -аналитическая теория прочности. - С. Петербург "Наука",1993 – 471с.

2.  Малинина и разрушение поликристаллов с микронапряжениями – Нов ГУ им. Ярослава Мудрого. – Вестник Новгорода. 2003г. – 160с.

3.  , Малинина -аналитическая мезомеханика деформируемого твердого тела// Физическая мезомеханика. –№23, 2005. С.31-45.

Доктор технических наук, профессор

Госуниверситет - УНПК, г. Орел

N. A. MALININA

THE STRUCTURALLY-ANALYTICAL THEORY OF DEFORMATION

AND DESTRUCTIONS SUB MICRO AND NANA CRYSTAL MATERIALS

WITH MICRO STRESSES

On the basis of methodology structurally-analytical mesomechanics the theory of deformation and destruction sub micro and nana crystal materials with micro stresses based on the concept of the interconnected multilevel development of processes of plastic current and destruction develops. Thus defining ratio of the theory allow to consider the high structural stresses caused by borders of grains, and influence the sizes of grains on initial value of a stress of current according to a ratio of the Hall-Perth.

Keywords: Structurally-analytical meso mechanics, sub micro and nana structure, not cubic crystals, unidirectional and focused stresses, structural and scale levels.

Malinina N. A.

Dr. Sci. Tech, Professor

State university - UNPK, Orel, Russia

УДК 535:621.373.8; 535:621.375.8

С. И. МАТЮХИН, З. Ж. КОЗИЛ

ЗАВИСИМОСТЬ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО
ДГС РО ЛАЗЕРА НА ОСНОВЕ AlGaAs ОТ ШИРИНЫ
КВАНТОВОРАЗМЕРНОЙ АКТИВНОЙ ОБЛАСТИ

Методами компьютерного моделирования в пакете программ Sentaurus TCAD компании Synopsys исследована зависимость вольтамперной и ватт-амперной характеристик полупроводникового AlGaAs лазера с двойной гетероструктурой и раздельным ограничением (ДГС РО) от ширины квантоворазмерной активной области. Изучено влияние этого параметра на коэффициент полезного действия (КПД) лазерного диода и вертикальную расходимость лазерного излучения. Показано, что при заданной длине волны излучения существует оптимальное значение ширины активной области, при которой пороговый ток лазерной генерации будет минимальным, а КПД лазера – максимальным.

Ключевые слова: полупроводниковый лазер на основе AlGaAs; двойная гетероструктура; раздельное ограничение; вольтамперная характеристика; ватт-амперная характеристика; коэффициент полезного действия; длина волны излучения; компьютерное моделирование; Sentaurus TCAD.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Alferov Zh. I. The Double Heterostructure Concept and Its Applications in Physics, Electronics, and Technology // Rev. Mod. Phys. 2001. V.73. No.3. P.767-782.

2.  Елисеев лазеры – от гомопереходов до квантовых точек // Квантовая электроника. 2002. Т.32. С..

3.  , , Ромашин волны полупроводникового ДГС РО лазера на основе AlGaAs с квантоворазмерной активной областью // Ученые записки Орловского государственного университета. 2011. №3 (41). С.74-83.

4.  Sentaurus TCAD User Guide, - Synopsys, 2005 (http://www. /Tools/TCAD/Pages/default. aspx).

5.  , , , Тарасов лазеры (l = 808 – 850 нм) на основе асимметричной гетероструктуры раздельного ограничения // ФТП. 2006. Т.40. Вып.5. С.628-632.

6.  , , , , Тарасов лазеры (l = 808 нм) на основе гетероструктур раздельного ограничения AlGaAs/GaAs // ФТП. 2009. Т.43. Вып.4. С.543-547.

Доктор физико-математических наук, доцент ФГБОУ ВПО «Госуниверситет – УНПК», г. Орел Декан Естественнонаучного факультета Тел. (48 E-mail: *****@***ru

Козил Збигнев Жозеф Ph. D. ФГБОУ ВПО «Госуниверситет – УНПК», г. Орел Ведущий инженер-физик лаборатории приборно-технологического моделирования в микро - и наноэлектронике Тел. (48 E-mail: *****@***com

S. I. MATYUKHIN, Z. Z. KOZIL

INFLUENCE OF THE ACTIVE REGION WIDTH ON CHARACTERISTICS OF AlGaAs SEMICONDUCTOR LASER WITH SEPARATE

CONFINEMENT HETEROSTRUCTURES

I-V - and light-current-curves of an AlGaAs semiconductor laser with separate confinement heterostructures (SCH) as functions of the active region width are investigated by the methods of computer simulation in the Synopsys’ Sentaurus TCAD software. Influence of these parameter on optical efficiency of the laser and vertical divergence of laser radiation is studied. It’s shown that at the set wavelength there are optimal values of the active region width when the threshold current of lasing is minimal and the optical efficiency is maximal.

Keywords: semiconductor laser on the base of AlGaAs; double heterostructure; separate confinement; I-V-curve; light-current-curve; optical efficiency; radiation wavelength; computer simulation; Sentaurus TCAD.

BIBLIOGRAPHY

[1] Alferov Zh. I. The Double Heterostructure Concept and Its Applications in Physics, Electronics, and Technology // Rev. Mod. Phys. 2001. V.73. No.3. P.767-782.

[2] Yeliseyev P. G. Semiconductor lasers – from homotransfers to quantum points//Quantum electronics. 2002. P.32. P..

[3] Matjuhin S. I., Kozil Z. Zh., Magomedov G. R, Malyj D. O., Romashin S. N. Length of a wave of semiconductor DGS РО of the laser on the basis of AlGaAs with quantsized active area//Scientific notes of the Oryol state university. 2011. №3 (41). P.74-83.

[4] Sentaurus TCAD User Guide, - Synopsys, 2005 (http://www. /Tools/TCAD/Pages/default. aspx).

[5] Andreev A. J., Leshko A. Yu., Ljutetskij A. V., Marmaljuk A. A., Nalet T. A., Padalitsa A. A., Pihtin N. A., Sabitov D. R., Simakov V. A, Slipchenko S. O., Homylev M. A, Tarasov I. S.powerful lasers (λ = 808 – 850 nanometers) on the basis of asymmetric heterostructure of separate restriction//FTP. 2006. Т.40. Issue.5. P.628-632.

[6] Andreev A. Yu., Zorina S. A., Leshko A. Yu., Ljutetskij A. V., Marmaljuk A. A., Murasheva A. V., Nalet T. A., Padalitsa A. A., Pihtin N. A., Sabitov D. R., Simakov V. A, Slipchenko S. O., Telegin K. J., Shamahov V. V, Tarasov I. S. Powerful lasers (λ = 808 nanometers) on the basis of heterostructures of separate restriction AlGaAs/GaAs//FTP. 2009. Т.43. Issue.4. P.543-547.

Matjuhin Sergey Ivanovich The doctor of physical and mathematical sciences, the senior lecturer FSBEO HPE «State university – SSPC», Orel The dean of Natural-science faculty Phone. (48 E-mail: *****@***ru

Kozil Zbignev Zhozef Ph. D. FSBEO HPE «State university –SSPC», Orel The leading engineer-physicist of laboratory of priborno-technological modeling in micro - and nano-electronics Phone. (48 E-mail: *****@***com

УДК 621.78

В. В. МУРАВЬЁВ, А. В. ФРОЛОВ, А. В. КИРИКОВ

ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ НАНОДЕФЕКТНОЙ

СТРУКТУРЫ СТАЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ ЭФФЕКТОВ ФАЗОВЫХ

ПРЕДПРЕВРАЩЕНИЙ И ПРЕВРАЩЕНИЙ

Операции закалки и отпуска позволяют управлять плотностью дислокаций и, следовательно, механическими свойствами сплава. Но в результате классических технологий непрерывной закалки в материале формируется дислокационная структура со значительной неравномерностью распределения дефектов, особенно на мезо - и наноуровнях. То есть при сохранении требуемой плотности дислокаций на макроуровне в отдельных локальных объёмах материала образуется дислокационная структура с закритической степенью плотности дефектов. В связи с чем эти локальные зоны фактически представляют собой зародыши микротрещин и обуславливают повышенную хрупкость материала. Для исключения этого эффекта в практике широко применяется операция отпуска, которая способствует выравниванию дислокационной структуры на всех масштабных уровнях за счёт повышения диффузионной подвижности дефектов, что приводит к значительному повышению характеристик пластичности и вязкости. Но в процессе отпуска происходят процессы распада мартенсита, а плотность дислокационной структуры значительно снижается, что приводит к снижению показателей прочности и твёрдости. Поэтому с позиций классической дислокационной теории прочности не представляется возможным одновременное улучшение прочностных и пластических характеристик стали. Известно, что на стадии фазового предпревращения наблюдается значительное ослабление межатомных связей при сохранении структуры материала. В результате чего повышается диффузионная подвижность атомов, дислокаций, границ зёрен и других элементов структуры стали. В связи с чем представляет практический интерес использование эффектов фазовых предпревращений при термической обработке стали для сохранения высокой плотности дислокаций с выравниванием дефектной структуры в мезо - и нанообъёмах для сохранения высокой прочности материала с одновременным повышением его пластических свойств.

В работе исследовалось влияние эффектов бейнитного предпревращения и превращения на механические свойства и структуру трубных образцов из стали 30ХГСА. Исследовались проводились на образцах в состоянии поставки, а также на образцах после их предварительных многократных закалок. Предварительные закалки выполнялись с целью повышения плотности дефектной структуры. В работе исследовались изотермические закалки с изотермическими выдержками 5 сек … 20 мин при температуре 380°C. После термической обработки образцы подвергались механическим испытаниям на сплющивание до полного разрушения и определялись следующие механические характеристики образца: нагрузка и деформация трубы в момент появления трещины. В ходе экспериментов также проводился микроструктурный анализ; измерялась твёрдость образцов по методу Роквелла; микротвёрдость; производилось определение упругой составляющей внутренней энергии.

В ходе экспериментов установлено, что изотермические выдержки, соответствующие стадии бейнитного предпревращения (5 … 10 сек.) вызывают одновременное повышение пластических и прочностных характеристик при незначительном изменении твёрдости и некотором снижении внутренней энергии. При этом низкая прочность стали, закалённой по традиционной технологии непрерывной закалки, связана с хрупким характером разрушения образцов и их разрушением в области упругой деформации. Интересно, что предварительные закалки позволяют дополнительно повысить плотность дефектной структуры, что выражается в повышении прочности, твёрдости и внутренней энергии. Особое внимание заслуживает выдержка длительностью 10 сек., соответствующая границе бейнитного превращения, которая обеспечивает упорядочение внутренней дефектной структуры стали, исключая зоны с закритической степенью плотности дислокаций, но с сохранением высокой плотности дефектов по всему объёму материала. В результате описываемый режим изотермической закалки позволяет получить максимальную прочность стали, высокую твёрдость при достаточной пластичности и внутренней энергии.

Изотермические выдержки 10 … 15 с соответствуют стадии начала бейнитного превращения, а выдержки 15 … 60 с – стадии активного бейнитного превращения. Работа в этом интервале выдержек приводит к формированию новой бейнитной структуры и практически максимальной релаксации внутренних напряжений, что проявляется в значительном повышении пластических свойств стали, снижении прочности и значительном снижении твёрдости. При этом полученная в результате предварительных закалок мелкозернистая структура после бейнитного превращения обеспечивает большие показатели прочности и твёрдости при сопоставимых показателях пластичности по сравнению с традиционной изотермической закалкой.

Изотермические выдержки длительностью 1-5 мин. соответствуют стадии стабильного бейнитного превращения, а выдержки более 5 мин. соответствуют заключительной стадии фазовой трансформации, на которых наблюдается практически только рост размера бейнитных зёрен. Это сопровождается повышением пластических характеристик стали. Важно, что пластические характеристики предварительно закалённых образцов выше благодаря их более совершенной структуре. Кроме того, на рассматриваемой стадии наблюдается снижение показателей прочности и твёрдости практически до уровня отпущенной стали. В результате изотермической закалки с выдержками 20 мин. и более получается классическая бейнитная структура с относительно низкой концентрацией дефектов, высокими показателями пластичности и низкими характеристиками прочности и твёрдости. При этом механические характеристики образцов становятся сопоставимы вне зависимости от вида их предварительной обработки.

Доктор технических наук, профессор ФГБОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» E-mail: *****@***ru

Кандидат технических наук ФГБОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» E-mail: *****@***ru

ФГБОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» E-mail: *****@***ru

V. V. MURAVYEV, A. V. FROLOV, A. V. KIRIKOV

FORMING THE STEEL OPTIMUM NANODEFECT STRUCTURE WITH PHASE PRETRANSFORMATION AND TRANSFORMATION

PHENOMENON

Muravyev Vasiliy Doctor in engineering, full professor Komsomolsk-on-Amur state technical university E-mail: *****@***ru

Frolov Alexey PhD in engineering Komsomolsk-on-Amur state technical university E-mail: *****@***ru

Kirikov Anton Komsomolsk-on-Amur state technical university E-mail: *****@***ru

УДК 539; 378

Ю. С. СТЕПАНОВ, Г. В. БАРСУКОВ, Е. Ю. СТЕПАНОВА

НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР НАНОТЕХНОЛОГИЙ

В СТРУКТУРЕ УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО

УНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА

Представлен опыт создания интегрированного учебно-научно-производственного комплекса, обеспечивающего успешное функционирование в нем научно-образовательного центра нанотехнологий. Приведены основные направления исследований и примеры выполняемых проектов центра по нанотематике и инновационной деятельности университета.

Ключевые слова: инновационное развитие, вертикальная интеграция, учебно-научно-образовательный комплекс, научно-образовательный центр нанотехнологий

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  , , Степанова как важнейший фактор инновационного развития территорий // Территории инновационного развития регионов на пути к инновационному обществу: Материалы научно-практической конференции 9-10 декабря 2008 г.: Тверь: Тверской ИнноЦентр, 2009. – С.

2.  , Поландова университетских комплексов в инновационном развитии регионов //Управленческий учет. – М.: «Финпресс», 2009. - №1. – С. 102-112.

Государственный университет – УНПК, г. Орел, Доктор технических наук, профессор, директор Научно-образовательного центра нанотехнологий (ОрелНано), Г. Орел, Наугорское шоссе, 29 Тел. (48, E-mail: *****@***ru

Государственный университет – УНПК, г. Орел, Доктор технических наук, профессор, Начальник управления инновационных проектов и производств, г. Орел, Наугорское шоссе, 29 Тел. (48, E-mail: [e-mail]

Государственный университет – УНПК, г. Орел, Кандидат экономических наук, доцент кафедры «Государственное и муниципальное управление и финансы», г. Орел, Наугорское шоссе, 29 Тел. , E-mail: *****@***ru

YU. S. STEPANOV, G. V. BARSUKOV, E. YU. STEPANOVA

SCIENCE AND EDUCATION CENTER OF NANOTECHNOLOGY IN THE STRUCTURE OF EDUCATION-SCIENCE-PRODUCTION UNIVERSITY COMPLEX

The experience of establishing of an integrated education-science-production complex, ensuring the successful functioning of its science-education center of nanotechnologies is introduced. The main areas of research and examples of projects carried out by the centre for nanotsubjects and innovation activity of the university are given.

Keywords: innovative development, vertical integration, education-science complex, science-education center of nanotechnologies

BIBLIOGRAPHY

[1] Golenkov V. A, Polandova L. I., Stepanova E. JU. High school as the major factor of innovative development of territories//Territories of innovative development of regions on a way to an innovative society: Materials of scientifically-practical conference on December, 9-10th, 2008: Tver: Tver InnoTsentr, 2009. – P.

[2] Stepanova E. J., Polandova L. I. Role of university complexes in innovative development of regions//the Administrative account. – М: «Financial press», 2009. - №1. – P. 102-112.

Stepanov Yury Sergeevich The state university – SSPC, Orel, Dr. Sci. Tech., the professor, the director the scientifically-educational center of nanotechnologies (OrelNano), Orel, Naugorsky highway, 29 Phone. (48, E-mail: *****@***ru

Barsukov Gennady Valerevich The state university – SSPC, Orel, Dr. Sci. Tech., the professor, The head of department of the innovative Projects and manufactures, Orel, Naugorsky highway, 29 Phone. (48, E-mail: *****@***ru

Stepanova Elena Yurevna The state university – SSPC, Orel, Cand. Econ. Sci., the senior lecturer Chairs «the State both municipal steering and the finance», Orel, Naugorsky highway, 29 Phone. , E-mail: *****@***ru

УДК 541.1;544.773

,

Упрочняющее наноМОДИФИЦИРОВАНИЕ

ЛАКОВых ПОКРЫТИй

В статье рассматривается эффект увеличения механической прочности защитных лаковых покрытий на основе акриловых смол марок «Mobihel Helios 2K MS 2:1» и «Standox 2К VOC - Premium Klarlack» при введении в них неагломерированных наночастиц. Этот эффект наступает лишь при строго установленных сверхмалых концентрациях наночастиц, порядка 1 ppm, в модифицируемом материале. Обнаружение эффекта наномодифицирования стало возможным лишь при использовании для этой цели наномодификатора ArmCap, разработанного компанией технологии». Этот продукт содержит практически неагломерированные частицы наноалмазов и углеродных нанотрубок.

Ключевые слова: Наноалмазы, наномодификатор, лаковые покрытия, микроконцентрации наномодификатора, упрочнение лакового покрытия.

Возможность модифицирования материалов путем введения в них различного рода наночастиц является предметом активного обсуждения последних лет. Это одно из актуальных направлений развития нанотехнологий, которое может привести к созданию совершенно новых видов конструкционных материалов.

В настоящее время особый интерес исследователей направлен на модифицирование, например, полимерных материалов различными углеродными наночастицами. Среди них наибольшим потенциалом для этих целей обладают наноалмазы. Известно, что введение ультрадисперсных наноалмазов в полимерные матрицы может привести к значительному улучшению их эксплутационных, в частности прочностных свойств [1]. Одна из основных проблем в работах такого рода связана с получением жидкого ультрадисперсного модификатора, содержащего неагломерированные наночастицы. В случае, когда такой наномодификатор получают путем диспергации, например, наноалмазов детонационного синтеза, возникает ряд проблем, связанных с высокими энергозатратами и проблемой стабилизации таких систем.

Наш опыт показывает, что применение ПАВ и заряжающих электролитов в жидких дисперсионных средах не позволяет полностью сохранять наночастицы в дезагломерированном состоянии, по крайней мере, в течение достаточно длительного срока хранения. Здесь необходимо применять специальные дисперсионные среды, создающие максимальное расклинивающее давление. Этим требованиям удовлетворяет недавно появившийся на рынке продукт ArmCap, разработанный компанией технологии» [2].

Целью настоящей работы было исследование возможности применения жидкой дисперсии ArmCap для модифицирования защитных лакокрасочных покрытий. В качестве модифицируемого лакового покрытия были выбраны - двухкомпонентные акриловые лаки - марки «Mobihel Helios 2К MS 2:1» и лак более высокого класса марки «Standox 2К VOC - Premium Klarlack».

ArmCap представляет собой золь практически неагломерированных наноалмазов и углеродных нанотрубок в органической дисперсной среде с общей концентрацией порядка 8 г/л [3]. В силу практически полной дезагломерации частиц продукт ArmCap обнаруживает необычные свойства при введении его в лакокрасочные покрытия. Так, например, мы наблюдали увеличение прочности защитных лаковых покрытий марок «Mobihel Helios 2K MS 2:1» и «Standox 2К VOC - Premium Klarlack» при концентрации наночастиц в покрытии порядка 1 ppm. Этот эффект можно объяснить структурированием материала модифицируемой матрицы вокруг каждой наночастицы. Размер структурированной области может составлять порядка нескольких микрон. Это самоорганизация структуры матрицы под воздействием поверхностной энергии наночастиц. Если концентрация наночастиц в материале достаточна для перекрытия структурированных областей, то может произойти упрочнение всей матрицы в целом.

Следует отметить, что упрочняющее модифицирование материала мало влияет на его пластичность. Это можно объяснить тем, что наночастицы занимают очень малый объем в структурированной области, поэтому вероятность прохождения плоскости скольжения при деформации материала через сами наночастицы достаточно мала.

Кроме того оказалось, что наномодификатор также может играть роль ускорителя процесса упрочнения лакового покрытия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  , ,  Проблема агрегирования наноразмерной алмазной шихты и пути преодоления // IV Международная конференция по химической технологии ХТ'12, 18-23 Марта 2012, Москва, 2012. -T. 2.  – С. 145-147.

2.  технологии», г. Химки [электронный ресурс - www. *****].

3.  , , Бобылева проблемы модифицирования материалов наноразмерными частицами // Сб. IX Международной научно-практической конференции «Наука и современность – 2011». Ч.2 Под общ. ред. к. э.н. . – Новосибирск: Изд. НГТУ, 2011. С. 149-156.

Мария Васильевна Трухина Аспирантка Российский химико-технологический университете им. Тел: (4 E-mail: truheniy-mv@yandexru

Михаил Викторович Провоторов Кандидат химических наук, доцент Российский химико-технологический университете им. Тел: (4 E-mail: *****@***ru

M. V. TRUKHINA, M. V. PROVOTOROV

HARDENING NANOMODIFICATION OF lacquer coatings

In this article increasing effect of the mechanical strength of protective lacquer coatings “Mobihel Helios 2K MS 2:1” and “Standox 2K VOC-Prremium Klarlack” by adding not agglomerated nanoparticles are considered. This effect appears at concrete low concentrations of nanoparticles (about 1 ppm) in the modificated material. This effect of nanomodification was achived by using of nanomodificator ArmCap developed by company “Perspective technologies”. This product contains not agglomerated particles of nanodiamonds and carbon nanotubes.

Key words: nanomidificator, lacquer coatings, micro concentrations of nanomodificator, strengthening of lacquer coating.

BIBLIOGRAPHY

[1] Tikunova E., Yablokov M., Kurkin T. The problem of aggregation  nanosized diamond charge in an epoxy matrix and ways of overcoming // IV International Conference on Chemical Engineering ChemTech'12, 18-23 March 2012, Moscow, 2012. -T. 2.  - P.145-147.

[2] ZАО «Perspective technologies», Khimki [ www. *****].

[3] Provotorov M. V., Trukhina M. V., Bobileva O. N. Conceptual problems of modification materials by nanosized particles // collection reports of IX International scientific - practical conference «Science and Modernity – 2011». Novosibirsk, Russia (Eds S. Chernov). Novosibirsk: Publishing House NSTU, 2011. -.P. 149-156.

Trukhina Mariya Vasilevna Postgraduate student D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia Phone: (4 E-mail: truheniy-mv@yandexru

Provotorov Mikhail Viktorovich Ph. D., docent D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia Phone: (4 E-mail: *****@***ru

В. О. ТУРИН, Г. И. ЗЕБРЕВ, Б. ИНИГЕЗ, М. С. ШУР

КОРРЕКТНЫЙ УЧЕТ КОРОТКОКАНАЛЬНЫХ ЭФФЕКТОВ

В КОМПАКТНОЙ МОДЕЛИ ПОЛЕВОГО НАНОТРАНЗИСТОРА

Аннотируется подход к учету ненулевой дифференциальной проводимости в режиме насыщения в современных компактных моделях МОП и тонкопленочных транзисторов. Отличная от нуля дифференциальная проводимость в режиме насыщения является следствием короткоканальных эффектов, характерных для современных МОП нанотранзисторов, и следствием эффекта саморазогрева, характерного для современных короткоканальных тонкопленочных транзисторов и для полевых транзисторов на основе широкозонных полупроводников с высоким рабочим напряжением на стоке. Ни модели MOSFET Level 1 и RPI TFT начального уровня, ни BSIM модели, являющиеся современным промышленным стандартом, не обеспечивают монотонное убывание дифференциальной проводимости с ростом напряжения на стоке транзистора. В нашей работе разработана простая и универсальная «внутренняя» (не учитывает сопротивления истока и стока) компактная модель МОП транзистора, обеспечивающая корректный учет дифференциальной проводимости в режиме насыщения с монотонным ее убыванием от максимального значения в линейном режиме, до положителного или отрицательного значения в режиме насыщения.

Ключевые слова: полевой транзистор, МОП транзистор, тонкопленочный транзистор, короткоканальные эффекты, саморазогрев, режим насыщения, дифференциальная проводимость, компактная модель.

Кандидат физико-математических наук, профессор кафедры «Физика» Заведующий Учебно-научно-исследовательской лабораторией приборно-технологического моделирования микро - и наноэлектроники E-mail: *****@***ru	Инигез Бенжамин PhD, профессор Университет Ровира и Вирджинии, г. Тарагона, Испания E-mail: Benjamin. *****@***cat
Доктор технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва Доцент кафедры «Микро - и наноэлектроника» E-mail: *****@***ru	Доктор физико-математических наук, профессор Ренсселаеровский политехнический институт, г Трой, Нью Йорк, США E-mail: *****@***edu

V. O. TURIN, G. I. ZEBREV, B. INIGUEZ, M. S. SHUR

THE CORRECT ACCOUNT OF SHORT-CHANNEL EFFECTS IN NANOTRANSISTOR COMPACT MODEL

We analyze the approach to account a non-zero differential conductivity in the saturation regime in the modern MOS field-effect transistors and thin-film transistors compact models. Nonzero differential conductivity in the saturation regime is a consequence of short-channel effects typical for modern MOS field-effect nanotransistors, and the consequence of the self-heating effects typical for modern short-channel thin-film transistors and field-effect transistors based on wide band gap semiconductors with a high operating drain bias. Neither entry-level MOSFET Level 1 and RPI TFT models or BSIM models, that are the current industry standard, does not provide a monotonic decrease of the differential conductivity with increasing drain bias. In this paper, we have developed a simple and versatile «internal» (does not include the resistance of the source and drain) compact model of MOSFET, which provides a correct account of the differential conductivity in the saturation regime with a monotonic decrease from its maximum value in the linear regime, to a positive or a negative value in the saturation regime.

Keywords: field-effect transistor, MOSFET, thin-film transistor, short-channel effects, self-heating, saturation regime, differential conductivity, compact model.

Valentin O. Turin State University – UNPK, Orel, Russia PhD, Director of TCAD Laboratory, Physics Professor E-mail: *****@***ru	Benjamin Iňiguez Rovira I Virgili University, Tarragona, Span PhD, Professor E-mail: Benjamin. *****@***cat
Gennady I. Zebrev National Research Nuclear University «MEPHI», Moscow, Russia D. Sc. Associate Professor of «Micro - and Nanoelectronics Chair» E-mail: *****@***ru	Michael S. Shur Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, USA D. Sc., Professor E-mail: *****@***edu

УДК 539.3

В. С. ШОРКИН, Л. Ю. ФРОЛЕНКОВА

РАСЧЕТ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ ПЛЕНОК И ПОКРЫТИЙ НАНАМЕТРОВОЙ ТОЛЩИНЫ В РАМКАХ ГРАДИЕНТНОЙ

ТЕОРИИ УПРУГОСТИ

Пленки нанометровой толщины обладают свойствами, сильно отличающимися от известных свойств толстых пленок. Поэтому математические модели для тонких пленок должны учитывать особенности их свойств. В данной работе представлена математическая модель, отражающая особенности их механических свойств, с помощью которой можно рассчитать их поверхностную энергию и энергию адгезии.

Ключевые слова: пленки и покрытия нанометровой толщины, градиентная теория упругости, парное и тройное взаимодействие частиц сплошной среды, поверхностная энергия, энергия адгезии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  , ,  Л. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973. – 280 с.

2.  , Лифшиц физика. М.: Наука, 19с.

3.  Партенский электронная теория металлической поверхности // Успехи физических наук. 1979. Т. 128. Вып. 1. С. 69 – 106.

4.  , , Прудников металлов и полупроводников в рамках диэлектрического формализма // Физика твердого тела. 1997. Т. 39. № 6. – С. 964 – 967.

5.  Шоркин сплошной упругой среды, основанная на представлении о дальнодействующем потенциальном взаимодействии ее частиц // Упругость и неупругость. Под ред. , , . М.: Ленанд, 2006. С. 271 – 282.

6.  , Шоркин оценки значений дополнительных к классическим материальных констант градиентных сред с помощью учета тройного взаимодействия частиц // Известия ТулГУ, серия "Естественные науки". 2009. Вып. 1. С. 28 – 40.

7.  Фроленкова расчета энергии адгезии с учетом тройного взаимодействия частиц среды // Известие ОрелГТУ, серия "Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии". 2009. № 4. С. 22 – 26.

8.  , , и др. Физические величины: Справочник. Под ред. , . М.: Энергоатомиздат, 19с.

9.  Андреев элементов. Под ред. . 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия. Ч. 1: Физические свойства. 19с.

Доктор физико-математических наук, профессор Заведующий кафедрой «Физика» Госуниверситет – УНПК, г. Орел Тел.: (8-48 E-mail: *****@***ru

Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Физика» Госуниверситет – УНПК, г. Орел Тел.: (8-48 E-mail: *****@***ru

V. S. SHORKIN, L. YU. FROLENKOVA

CALCULATION OF ADHESION STRENGTH OF TAPES AND COVERINGS OF NANOMETER THICKNESS IN THE CONTEXT GRADIENT

OF ELASTICITY THEORY

Tapes of nanometer thickness possess properties, which differed from known properties of thick tapes strongly. Therefore simulator for thin tapes should consider features of their properties. In the given work the simulator, which reflected features of their mechanical properties, is presented. This model permit to calculate surface energy and adhesive energy of tapes and coverings of nanometer thickness.

Keywords: tapes and coverings of nanometer thickness, gradient of elasticity theory, two-factor and triple interactions of particles continuum, surface energy, adhesive energy.

BIBLIOGRAPHY

[1] Deryagin B. V., Krotova N. A, Smilga V. L. Adhesion of firm bodies. М: Nauka, 1973. – 280 p.

[2] Landau L. D., Lifshits V. M. Statistical physics. М: Nauka, 19p.

[3] Partensky M. B. Self-coordinated electronic theory of a metal surface//Successes of physical sciences. 1979. P. 128; Issue 1. P. 69 – 106.

[4] Vakilov A. N., Mamonova M. V., Prudnikov V. V. Adherence of metals and semiconductors within the limits of a dielectric formalism//Physics of a firm body. 1997. P. 39. № 6. – P. 964 – 967.

[5] Shorkin V. S. Model of the continuous elastic environment based on representation about long-distanced potential interaction of her particles//Elasticity and non-flexity. Under the editorship of I. A.Kijko, R. A.Vasina, G. L.Brovko. М: Lenand, 2006. p. 271 – 282

[6] Azarov A. S., Shorkin V. S. A way of an estimation of values additional to classical material constants of gradient environments by means of the account of threefold interaction of particles//Izvestija TulGU, a series "Natural sciences". 2009. Issue. 1. p. 28 – 40.

[7] Frolenkova L. Yu. The Design procedure of adhesion energy taking into account threefold interaction of particles of environment//Izvestie OrelGTU, a series "Fundamental and applied problems of technics and technology". 2009. № 4. p. 22 – 26.

[8] Babichev A. P., Babushkina N. A., Bratkovsky A. М., etc. Physical sizes: the Directory. Under the editorship of I. S.Grigoriev, E. Z.Mejlihova. М: Energoatomizdat, 19p.

[9] Andreev T. V. Properties of elements. Under the editorship of G. V.Samsonov. 2-nd publ., the reslaved and edited. – М: Metallurgy. P.1: Physical properties. 19p.

Shorkin V. S. Doctor of physical and mathematical sciences, professor Managing chair "Physicis" State university – SSPC, Orel Phone: (8-4 E-mail: *****@***ru

Frolenkova L. Yu. Candidate of physical and mathematical sciences, senior lecturer Chair "Physicis« State university – SSPC, Orel Phone: (8-4 E-mail: *****@***ru