http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/681 RU: Кафедра "Физика" <br> EN: Department "Physics" 2022-03-20T05:12:30Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/14711 Название: Multi-Component Nitrated Ion-Plasma Ni-Cr Coating Авторы: Nadtoka, V.; Kraiev, Maksym; Borisenko, A.; Kraieva, Violeta Краткий осмотр (реферат): ENG: Method for ion-plasma deposition is applied for covering of heat-resistant Ni-Cr alloy XH78T. Coating deposition is performed under nitrogen gas atmosphere at the pressure from 3×10-5 to 1×10-2 Torr. The nitrogen content in the coating is reached up to 2,7 %. Nitrated coatings with a thickness of 184-222 μm is obtained without embrittlement and with a uniform distribution of microhardness. The effect of the nitrogen pressure in a vacuum chamber on the structure of the coatings, which changes from homogeneous to columnar with conical crystallites, is presented. Nitration increases microhardness of the coatings from 3669 to 7575 HV, the wear resistance of the coatings increases by 6-8 times. The received coatings can be used to increase the durability of metallurgical equipment parts.; UKR: Використано метод іонно-плазмового напилення для отримання жароміцного покриття Ni-Cr сплаву ХН78Т. Осадження покриття проводять у атмосфері газоподібного азоту при тиску від 3×10-5 до 1×10-2 торр. Вміст азоту у покритті досягає 2,7%. Азотовані покриття товщиною 184-222 мкм виходять без хрущення і з рівномірним розподілом мікротвердості. Подано вплив тиску азоту у вакуумній камері на структуру покриттів, що змінюється від однорідної до стовпчастої з конічними кристаллітами. Азотування підвищує мікротвердість покриттів з 3669 до 7575 HV, зносостійкість покриттів збільшується у 6-8 разів. Отримані покриття можуть бути використані підвищення довговічності деталей металургійного устаткування.; RUS: Использован метод ионно-плазменного напыления для получения жаропрочного покрытия Ni-Cr сплава ХН78Т. Осаждение покрытия проводят в атмосфере газообразного азота при давлении от 3×10-5 до 1×10-2 торр. Содержание азота в покрытии достигает 2,7 %. Азотированные покрытия толщиной 184-222 мкм получаются без охрупчивания и с равномерным распределением микротвердости. Представлено влияние давления азота в вакуумной камере на структуру покрытий, меняющуюся от однородной до столбчатой с коническими кристаллитами. Азотирование повышает микротвердость покрытий с 3669 до 7575 HV, износостойкость покрытий увеличивается в 6-8 раз. Полученные покрытия могут быть использованы для повышения долговечности деталей металлургического оборудования. Описание: V. Kraieva: ORCID 0000-0002-9350-5408 2021-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/14710 Название: Calculation of Energy and Magnetic Susceptibility of Fe Atomic System During Dislocation Motion in Magnetic Field Авторы: Kraiev, Maksym; Voronkov, Eugene; Kraieva, Violeta Краткий осмотр (реферат): ENG: Purpose – The purpose is to calculate the change in the total energy of a small fragment of an idealized lattice of iron (in its pure form and with impurity atoms) containing an edge dislocation during its elementary motion at one interatomic spacing, both under the influence of a constant magnetic field and without it. The introduction of a magnetic field into the system is aimed at checking the adequacy of the description of the phenomenon of magnetoplasticity by changing the total energy of the atomic system. Design/methodology/approach – The design procedure is based on a quantum-mechanical description of the switching process of the covalent bond of atoms in the dislocation core. The authors used the method of density functional theory in the Kohn-Shem version, implemented in the GAUSSIAN 09 software package. Using the perturbation theory, the authors modeled the impact of an external constant magnetic field on the energy of a system of lattice atoms. Findings – The simulation results confirmed the effect of an external constant magnetic field on the switching energy of the covalent bond of atoms in the dislocation core, and also a change in the magnetic susceptibility of a system of atoms with a dislocation. This complements the description of the magnetoplastic effect during the deformation of metals. Originality/value – The authors created quantum-mechanical models of the dislocation motion in the Fe crystal lattice: without impurities, with a substitutional atom Cr and with an interstitial atom C. The models take into account the influence of an external constant magnetic field.; UKR: Мета – розрахувати зміну повної енергії невеликого фрагмента ідеалізованої решітки заліза (в чистому вигляді та з домішковими атомами), що містить крайову дислокацію, під час його елементарного руху на одному міжатомному просторі, під впливом постійного магнітного поля і без нього. Введення магнітного поля в систему спрямоване на перевірку адекватності опису явища магнітопластичності шляхом зміни повної енергії атомної системи. Проект/методологія/підхід – Процедура проектування заснована на квантово-механічному описі процесу перемикання ковалентного зв’язку атомів у ядрі дислокації. Автори використали метод теорії функціоналу щільності у версії Кон-Шема, реалізований у програмному комплексі GAUSSIAN 09. Використовуючи теорію збурень, автори змоделювали вплив зовнішнього постійного магнітного поля на енергію системи атомів ґратки. Висновки – Результати моделювання підтвердили вплив зовнішнього постійного магнітного поля на енергію перемикання ковалентного зв’язку атомів в ядрі дислокації, а також зміну магнітної сприйнятливості системи атомів з дислокацією. Це доповнює опис магнітопластичного ефекту при деформації металів. Оригінальність/цінність – Автори створили квантово-механічні моделі руху дислокацій в кристалічній решітці Fe: без домішок, з атомом заміщення Cr та з міжвузлим атомом C. У моделях враховано вплив зовнішнього постійного магнітного поля.; RUS: Цель – рассчитать изменение полной энергии небольшого фрагмента идеализированной решетки железа (в чистом виде и с примесными атомами), содержащего краевую дислокацию, при его элементарном движении на одном межатомном расстоянии, как под действием постоянного магнитного поля и без него. Введение в систему магнитного поля направлено на проверку адекватности описания явления магнитопластичности путем изменения полной энергии атомной системы. Дизайн/методология/подход – Процедура дизайна основана на квантово-механическом описании процесса переключения ковалентной связи атомов в ядре дислокации. Авторы использовали метод теории функционала плотности в варианте Кона-Шема, реализованный в программном комплексе GAUSSIAN 09. Используя теорию возмущений, авторы моделировали воздействие внешнего постоянного магнитного поля на энергию системы атомов решетки. Выводы. Результаты моделирования подтвердили влияние внешнего постоянного магнитного поля на энергию переключения ковалентной связи атомов в ядре дислокации, а также изменение магнитной восприимчивости системы атомов с дислокацией. Это дополняет описание магнитопластического эффекта при деформации металлов. Оригинальность/ценность. Созданы квантово-механические модели движения дислокаций в кристаллической решетке Fe: без примесей, с замещающим атомом Cr и с внедренным атомом C. Модели учитывают влияние внешнего постоянного магнитного поля. Ключевые слова: Кристаллическая решетка, Дислокация, Атом замещения, Межузельный атом, Энергия, Магнитное поле, Магнитопластичность, Магнитная восприимчивость. Описание: E. Voronkov: ORCID 0000-0003-4908-7496, V. Kraieva: ORCID 0000-0002-9350-5408 2021-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/14256 Название: Визначення енергії активації поверхневої дифузії з позицій теплових коливань атомів Авторы: Сироватко, Ю. В.; Штапенко, Едуард Пилипович Краткий осмотр (реферат): UK: В роботі представлено теоретичний розрахунок енергії активації поверхневої дифузії ад-атомів по поверхні підкладки як теплової енергії, визначеної методом, що оснований на теплових коливаннях атомів кристалічної решітки. Коливання атомів розглядаються з позицій квазикласичної квантової механіки як коливання гармонічних осциляторів з деякою середньогеометричною частотою та амплітудою в параболічній потенційній ямі. При цьому потенційна яма має невелику від’ємну частину, розміри якої визначає амплітуда коливань. Значну частину параболічної ями складають позитивні значення енергії. Потенційний бар’єр формується при взаємодії позитивних значень енергії параболічних ям поряд розташованих атомів кристалічної решітки. Ад-атом при перескоку у сусіднє положення на поверхні підкладки повинен мати необхідну енергію щоб вийти з потенційної ями, що має від’ємні значення енергії, та при русі подолати потенційний бар’єр, що створюють позитивні значення енергій ям сусідніх атомів. Таким чином була розрахована теплова енергія, необхідна для переміщення ад-атома, що складає енергію активації. В роботі показано, що отримані результати енергій активації поверхневої дифузії нікелю, міді, цинку та заліза по поверхні мідної підкладки задовільно співпадають з результатами, що розраховані іншим методом.; EN: This paper covers calculations of the activation energy of surface diffusion of ad-atoms on the substrate surface from the point of view of thermal oscillations of substrate atoms and ad-atoms. The main characteristic of oscillations of atoms and geometric mean frequency was calculated based on statistical approximation of the Debye model using the reference values of entropy and heat capacity of metals. The basic principle of the model of activation energy calculation presented in the paper is the formation of potential wells and barriers during oscillations of atoms localized in the sites of the lattice. Oscillations of atoms were considered in the framework of quasiclassical quantum approximation as the oscillations of harmonic oscillators in the potential parabolic wells. Dimensions of the negative part of values of the potential well energy were determined by the amplitude of thermal oscillations of atoms. Positive values constituted a significant part of the potential well energy values. Barriers were formed owing to interaction of positive values of the energy of parabolic wells of adjacent atoms. Therefore, in order to make the ad-atom jump, it is necessary to get out of the potential well having the negative values, and to overcome the potential barrier. The energy required for the ad-atom jump on the substrate surface was the activation energy of surface diffusion. The results obtained in this paper agree satisfactorily with the results of another method, which is based on determining the energy of ad-atom binding with the substrate atoms. Описание: Е. Штапенко: ORCID 0000-0001-7046-3578 2021-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/14255 Название: Determination of Activation Energy of Surface Diffusion Based on Thermal Oscillations of Atoms Авторы: Syrovatko, Yu. V.; Shtapenko, Eduard P. Краткий осмотр (реферат): EN: This paper covers calculations of the activation energy of surface diffusion of ad-atoms on the substrate surface from the point of view of thermal oscillations of substrate atoms and ad-atoms. The main characteristic of oscillations of atoms and geometric mean frequency was calculated based on statistical approximation of the Debye model using the reference values of entropy and heat capacity of metals. The basic principle of the model of activation energy calculation presented in the paper is the formation of potential wells and barriers during oscillations of atoms localized in the sites of the lattice. Oscillations of atoms were considered in the framework of quasiclassical quantum approximation as the oscillations of harmonic oscillators in the potential parabolic wells. Dimensions of the negative part of values of the potential well energy were determined by the amplitude of thermal oscillations of atoms. Positive values constituted a significant part of the potential well energy values. Barriers were formed owing to interaction of positive values of the energy of parabolic wells of adjacent atoms. Therefore, in order to make the ad-atom jump, it is necessary to get out of the potential well having the negative values, and to overcome the potential barrier. The energy required for the ad-atom jump on the substrate surface was the activation energy of surface diffusion. The results obtained in this paper agree satisfactorily with the results of another method, which is based on determining the energy of ad-atom binding with the substrate atoms.; UK: В роботі представлено теоретичний розрахунок енергії активації поверхневої дифузії ад-атомів по поверхні підкладки як теплової енергії, визначеної методом, що оснований на теплових коливаннях атомів кристалічної решітки. Коливання атомів розглядаються з позицій квазикласичної квантової механіки як коливання гармонічних осциляторів з деякою середньогеометричною частотою та амплітудою в параболічній потенційній ямі. При цьому потенційна яма має невелику від’ємну частину, розміри якої визначає амплітуда коливань. Значну частину параболічної ями складають позитивні значення енергії. Потенційний бар’єр формується при взаємодії позитивних значень енергії параболічних ям поряд розташованих атомів кристалічної решітки. Ад-атом при перескоку у сусіднє положення на поверхні підкладки повинен мати необхідну енергію щоб вийти з потенційної ями, що має від’ємні значення енергії, та при русі подолати потенційний бар’єр, що створюють позитивні значення енергій ям сусідніх атомів. Таким чином була розрахована теплова енергія, необхідна для переміщення ад-атома, що складає енергію активації. В роботі показано, що отримані результати енергій активації поверхневої дифузії нікелю, міді, цинку та заліза по поверхні мідної підкладки задовільно співпадають з результатами, що розраховані іншим методом. Описание: E. Shtapenko : ORCID 0000-0001-7046-3578 2021-01-01T00:00:00Z