Наноиндустрия #1/2024
А.С.Кушнерева, И.В.Лактионов, А.С.Усеинов, С.В.Орлов, Е.С.Статник, П.А.Сомов
МИКРОСФЕРИЧЕСКИЕ АЛМАЗНЫЕ НАКОНЕЧНИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ИНДЕНТИРОВАНИЯ
DOI: 10.22184/1993-8578.2024.17.1.44.49 Цель данного исследования заключается в разработке и демонстрации методики создания сфероконического алмазного индентора с характерным размером наконечника порядка 5 мкм. Производство описываемого наконечника реализуется за счет использования пикосекундного лазера для формирования заготовки и фокусированного ионного пучка для финальной обработки изделия. Для контроля геометрии в процессе изготовления использовался атомно-силовой микроскоп. Высота рабочей области полученного наконечника составила 1 мкм. В исследовании также продемонстрирована применимость изготовленного индентора и приведены диаграммы нагружение-внедрения во время индентирования и АСМ-изображения остаточных отпечатков.
Наноиндустрия #7-8/2023
И.В.Красногоров, А.А.Русаков, В.Н.Решетов
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА СИЛЫ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО НАНОТВЕРДОМЕРА
DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.7-8.434.442 Оборудование для инструментального наноиндентирования традиционно представляет собой изделие, содержащее датчик перемещения и силозадающий элемент, работающие в нанодиапазоне смещений и сил. При этом все рабочие элементы нанотвердомера имеют систему упругого крепления к жесткому корпусу. Однако часть генерируемого актюатором усилия тратится на деформацию системы подвеса подвижных элементов. В данной статье рассматривается конструкция нанотвердомера, в который введена силовая ячейка, позволяющая измерять реальное значение усилия индентирования без необходимости учета потерь на деформацию упругих элементов нанотвердомера. Такая модификация изделия, по мнению авторов, позволяет существенно повысить точность измерения механических свойств мягких материалов и тонких покрытий.
Наноиндустрия #6/2022
Е.В.Гладких, К.С.Кравчук, В.Н.Решетов, А.А.Русаков, А.С.Усеинов
МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЦЕССА ИНДЕНТИРОВАНИЯ СТАЛИ EUROFER97 ПОСЛЕ ИОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ
https://doi.org/10.22184/1993-8578.2022.15.6.336.343 Сочетание ионного облучения и наноиндентирования является обширной областью исследований, которая включает в себя не только эксперименты, но и моделирование, способное выявить особенности деформационного поведения материалов на микро- и наномасштабе. Проведенное в работе моделирование позволило оценить соответствие между параметрами прочности, измеряемыми в ходе испытаний на растяжение макрообразцов, облученных нейтронами, и результатами динамического инструментального индентирования образцов, участвовавших в эксперименте по облучению ионами. Рассчитанный в ходе моделирования прирост твердости оказался сопоставим с полученным экспериментально, что говорит о работоспособности методики. Пластическое поведение, свойственное образцам в эксперименте, проявляющееся в снижении высоты валов при увеличении дозы облучения, подтвердилось и в моделировании.
Наноиндустрия #5/2021
С.В.Апресян, М.А.Гаджиев, К.С.Кравчук, Е.В.Гладких, Г.Х.Султанова, А.А.Русаков, А.С.Усеинов
Анализ механических свойств материалов для стоматологических конструкций после проведения искусственного старения
DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.5.260.269 Ключевой особенностью данной работы является исследование поведения механических свойств материалов для стоматологических конструкций в результате воздействия процесса, имитирующего старение, происходящее с материалами в ходе длительной эксплуатации. В статье приводятся результаты для материалов, напечатанных на 3D-принтере, а также полученных фрезерованием из заготовок. Измерения твердости и модуля упругости проводились методом наноиндентирования, коэффициентов линейного износа и трения – методом истирания, а модуля упругости, прочности и деформации – методом трехточечного изгиба.
Наноиндустрия #3-4/2021
М.А.Гаджиев, К.С.Кравчук, Е.В.Гладких, Г.Х.Султанова, А.А.Русаков, А.С.Усеинов, С.В.Апресян
Сравнительные испытания объемных и поверхностных механических свойств материалов для стоматологических конструкций, полученных с помощью аддитивных технологий
DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.3-4.196.204 В работе приведены результаты испытания инструментальных твердости и модуля упругости, коэффициентов линейного износа и трения исходных и полированных образцов для стоматологических конструкций, полученных с помощью аддитивных технологий. Помимо исследования локальных механических свойств, проводилось измерение объемных характеристик – модуля упругости, прочности и деформации – с помощью метода трехточечного изгиба. Поверхность образцов, подвергнутых испытанию на изгиб, не проходила пробоподготовку.
Наноиндустрия #3-4/2021
И.В.Яминский, А.И.Ахметова, С.А.Сенотрусова
Оптическая микроскопия с использованием микролинз
DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.3-4.184.187 Микроскопия с использованием микросфер – новый метод получения 3D-изображений со сверхвысоким разрешением благодаря использованию прозрачной микросферы при визуализации в классическом оптическом микроскопе. С помощью микролинзовой микроскопии можно получить оптическое разрешение до ста нанометров по горизонтали, например, при визуализации канавок Blu-ray-диска. При этом не требуются метки, необходима лишь небольшая модернизация обычного оптического микроскопа.
Наноиндустрия #2/2021
А.С.Усеинов, К.С.Кравчук, Е.В.Гладких, С.В.Прокудин
Измерение механических свойств методом инструментального индентирования в широком диапазоне температур
DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.2.108.116 В данной работе приведен обзор решений для исследования физико-механических свойств материалов методом инструментального индентирования в диапазоне температур от -60 до +450°C с помощью нанотвердомеров серии "НаноСкан-4D". Актуальность данного обзора неоспорима, поскольку перед большинством специалистов-материаловедов встает задача изучения поведения материалов в расширенных эксплуатационных условиях. Рассмотрены особенности конструкции дополнительных модулей, используемых для измерений твердости в условиях с переменной температурой, приведены преимущества и ограничения рассмотренных конфигураций. Особое внимание уделено сравнению измерительных систем, в которых поддерживается равная температура на образце и приборе, с установками, в которых происходит нагревание только образца. Даны примеры исследований широкого круга материалов в различных температурных диапазонах. В том числе приведена зависимость твердости алюмоматричных композиционных материалов в диапазоне температур от 20 до 350°С.
Наноиндустрия #2/2019
К.С.Кравчук, А.С.Усеинов, И.В.Лактионов, А.П.Федоткин
Картирование механических свойств как метод диагностирования включений в сложных многофазных минералах
Продемонстрирован метод картирования механических свойств, являющийся наглядным инструментом визуализации распределения свойств неоднородных, многофазных материалов. Показана возможность построения многослойных интерактивных карт и анализа распределения свойств материалов. DOI: 10.22184/1993-8578.2019.12.2.140.146
Наноиндустрия #3/2018
Е.Гладких, К.Кравчук, А.Усеинов
Исследование температурно-зависимых механических свойств полимеров, измеренных методом динамического механического анализа
Испытания методом динамического механического анализа полимеров при повышенных и пониженных температурах проводились на нанотвердомере "НаноСкан-4D", оснащенном системой управления нагревом и охлаждением, состоящей из столика контроля температуры, в котором использовался термический элемент Пельтье. Анализ свойств поликарбоната и сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) показал, что нагревание от комнатной температуры до 60 °C приводит к снижению значения твердости на 15%, а охлаждение до 2 °C вызывает его увеличение на ту же величину. Изменение модуля упругости поликарбоната в рассматриваемом температурном диапазоне не превышало 10%, а модуль потерь был близок к нулю во всем рассматриваемом интервале температур. Модули упругости и потерь сверхвысокомолекулярного полиэтилена увеличились в два раза, когда температура изменилась с 2 до 60 °C. УДК 681.2.083; ВАК 05.11.13; DOI: 10.22184/1993-8578.2018.83.3.238.244
Фотоника #2/2017
В.П.Бирюков
Расчетно-экспериментальное определение параметров упрочненных зон при лазерной закалке чугунов и сталей
Технология лазерного термоупрочнения чугунов и сталей повышает твердость, износостойкость и задиростойкость рабочих поверхностей трения. Выявлены условия и режимы лазерной обработки, снижающие негативное влияние зон отпуска. DOI: 10.22184/1993-7296.2017.62.2.22.32