Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 39, № 6 (2017)

Production, Structure, Properties

Critical comments to the Oliver–Pharr measurement technique of hardness and elastic modulus by instrumented indentations and refinement of its basic relations

Galanov B., Dub S.

Аннотация

A critical analysis was made of the Oliver and Pharr method for determination of the hardness and elastic moduli of materials by instrumented indentations with the continuous recording of the P–hdiagrams (P is the force acting on the indenter, h is the approach of the indenter and a sample). Mistakes and insufficient justification were revealed in the basic theoretical relations of this method. In particular, this refers to an incorrect definition of the depth of the elastic contact hc, which is the base of these relalations. New refined basic relations and formulas for the determination of hardness and elastic modulus are given, in which the above defects are eliminated and which are based only on the assumption of elastic unloading of the indenter according to the classic theories of the elastic contact. In addition to the foregoing, using the data of the Ph diagram measured in the arbitrary laboratory coordinate system, an improved method of the stable determination of the contact stiffness S = dP/dh at the P–h diagram position have been proposed in the commonly accepted theoretical coordinate system in which its basic classic model relations are recorded. These refinements have been derived without additional assumptions to hypotheses to the Oliver and Pharr method and additional experimental measurements.

Journal of Superhard Materials. 2017;39(6):373-389
pages 373-389 views

Modeling of temperature fields in the growth volume of the high-pressure cell of the six-punch high pressure apparatus in growing of diamond crystals by T-gradient method

Panasyuk T., Lyeshchuk O., Lusakovs’kyi V., Kalenchuk V., Zanevs’kyi O.

Аннотация

Based on the finite element method a computer model is developed to determine the heat state of the six-punch high-pressure apparatus with a high-pressure cell for growing structurally perfect diamond single crystals. The temperature fields in the high-pressure cell were calculated during the growing diamond single crystals depending on the internal and outside diameters of graphite current shunt, which allows us to change the temperature at the characteristic points of high pressure cell by 20–110°C, horizontal and vertical temperature drops in a growth volume by 3–18°C and the temperature gradient in it by 0.17–2.0 deg/mm. Based by the calculations of temperature fields, the experiments were conducted and the diamond single crystals up to 5 mm in size were obtained. The crystals quality depends on the place in the growth volume and corresponds to the calculated data.

Journal of Superhard Materials. 2017;39(6):390-396
pages 390-396 views

Attenuation of microwave radiation at 34.09–34.19 GHz in a composite material based on diamond micron powder structured by a nanocarbon binder vapor-deposited at subatmospheric pressure

Chasnyk V., Poltoratskiy V., Leshchenko O.

Аннотация

Microwave attenuation in samples of a diamond micron powder based composite material structured by a nanocarbon binder vapor-deposited at subatmospheric pressure is measured at frequencies of 34.09 to 34.19 GHz in a cylindrical resonator at H111 mode. Return losses are determined from the measurements. Volume resistivity of the samples is measured. The potential of using diamond-containing structured composite materials as microwave radiation absorbers is demonstrated.

Journal of Superhard Materials. 2017;39(6):397-404
pages 397-404 views

Thermal and physico-mechanical properties of antifriction solid lubricant for cold plastic deformation of titanium alloys

Gavrilova V., Pashchenko E., Zhil’tsova S., Mikhal’chuk V., Mamunya E., Dub S., Tkach V.

Аннотация

The results of the investigations of thermophysical characteristics, thermomechanical and mechanical properties of epoxy-polysiloxane nanocomposites with different contents of modifying additives in the presence of fine-grained antifriction fillers. It is shown that the joint influence of the modifier (polysiloxane particles) and filler (graphite) on the formation of the composite structure during the hardening results in the essential improvement of its physico-mechanical properties. The optimal formulation of a composition to be used as an antifriction solid lubricant for a cold plastic deformation of titanium alloys is determined.

Journal of Superhard Materials. 2017;39(6):405-415
pages 405-415 views

Adsorption properties of shungite in purification of water–alcohol solutions

Mel’nik L., Tkachuk N., Turchun O., Diyuk V., Ischenko O., Byeda O., Kisterska L., Loginova O., Lysovenko S., Gontar O., Garashchenko V.

Аннотация

Shungite adsorption properties to remove higher alcohols and other impurities from water–alcohol solutions is studied by the methods of nitrogen adsorption, thermogravimetric analysis, wetting, temperature-programmed desorption mass spectrometry, and FTIR spectroscopy. Shungite is shown to be able to effectively sorb impurities from water-alcohol solutions to form fairly strong adsorption systems. Heat treatment 180°C in vacuum results in almost complete decomposition of the adsorption systems, thus providing recovery and a slight increase of the specific surface and sorptive volume of shungite. The present findings demonstrate the theoretical possibility of recovery of adsorption centers on the shungite surface, which would extend its usable life as a sorbent.

Journal of Superhard Materials. 2017;39(6):416-421
pages 416-421 views

Mechanical properties of superhard boron subnitride B13N2

Solozhenko V., Bushlya V.

Аннотация

Microstructure and mechanical properties of bulk polycrystalline rhombohedral boron sub-nitride B13N2 synthesized by crystallization from the B–BN melt at 7 GPa have been systematically studied by micro- and nanoindentation, atomic force microscopy and scanning electron microscopy. The obtained data on hardness, elastic properties and fracture toughness clearly indicate that B13N2 belongs to a family of superhard phases and can be considered as a promising superabrasive or binder for cubic boron nitride.

Journal of Superhard Materials. 2017;39(6):422-426
pages 422-426 views

Investigation of Machining Processes

Diamond polishing of crystalline materials for optoelectronics

Filatov Y.

Аннотация

A study of the mechanism of mechanical polishing of optoelectronic components made of crystalline materials has demonstrated that the removal rate in polishing decreases with increasing workpiece material’s bond energy and energy of transfer and grows with increasing thermal conductivity coefficient of the workpiece material, sliding distance of a workpiece surface element against the polishing pad surface, and Lifshitz force. The ratio between the volumetric wear coefficient and thermal diffusivity of the workpiece material is shown to depend on specific heat capacity and energy of transfer.

Journal of Superhard Materials. 2017;39(6):427-433
pages 427-433 views

Erratum

Erratum to: “structure and properties of superhard materials based on aluminum dodecaboride α-AlB12

Prikhna T., Barvitskyi P., Karpets M., Muratov V., Sverdun V., Haber R., Kartuzov V., Moshchil’ V., Dub S., Loshak M., Aleksandrova L., Kovylyaev V., Garbuz V., Marchenko A.

Аннотация

We would like to inform you that a sad mistake was made in one of our articles in “Journal of Superhaed Materials”, 2017, vol. 39, no. 5, pp. 299–307. The article is “Structure and Properties of Superhard Materials Based on Aluminum Dodecaboride α-AlB12” by T. A. Prikhna, P. P. Barvitskyi, M. B. Karpets, V. B. Muratov, V. B. Sverdun, P. Khaber, V. V. Kartuzov, V. E. Moshchil’, S. N. Dub, M. G. Loshak, L. I. Aleksandrova,V. V. Kovylyaev, V. V. Garbuz, and A. A. Marchenko.

Thus, the author’s name P. Khaber should be replaced by R. Haber.

Journal of Superhard Materials. 2017;39(6):434-434
pages 434-434 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».