Сopper and Molybdenum-Based Nanocrystalline Materials

V. G. Grechanyuk$^{1}$, N. I. Grechanyuk$^{2}$, V. O. Chornovol$^{1}$, A. V. Kozyrev$^{1}$, V. I. Gots$^{1}$, A. V. Matsenko$^{1}$, V. A. Kulichenko$^{1}$, T. D. Grabina$^{1}$, Yu. I. Kozyreva$^{3}$

$^{1}$Киевский национальный университет строительства и архитектуры, просп. Воздухофлотский, 31, 03037 Киев, Украина
$^{2}$Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03142 Киев, Украина
$^{3}$Киевский академический университет НАН и МОН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 28.09.2021; окончательный вариант - 02.06.2022. Скачать: PDF

Experimental study of methods for obtaining nanocrystalline molybdenum- and copper-based materials on from two independent crucibles (UE-187 device) on a stationary and rotating substrate has been done. The interaction of the separating layer with condensed Cu–Mo materials was investigated. The influence of technological factors (substrate material, surface roughness, composition and thickness of the separating layer, temperature of the substrate, change of the vacuum, evaporation rate of starting materials) on the mechanical properties of Cu–Mo condensed materials (with Mo from 0 to 46.5% wt.) was analysed. As found, in materials with a Mo more than 14% wt. and temperature of the substrate 700°C, strength is a dramatic decrease due to the formation of pores. Increasing the temperature of the substrate to 900°C allowed obtaining condensed composite Cu–Mo materials with a refractory phase up to 45% wt. As established, the regularities of formation of the technological layer of Cu–Mo condensate depend on the thickness of the separating layer of calcium fluoride. Due to the determination of mechanical characteristics of condensed composite materials obtained on rotating substrates with different surface roughness, it was found that a decrease of the roughness of the substrates leads to an increase in the ultimate tensile strength and elongation. As established, structural defects in the form of rods formed on micro-droplets ejected from the evaporator are the cause of reduced strength and ductility of condensed composite materials.

Ключевые слова: electron-beam evaporation-condensation, composite materials, copper-based pseudo-alloys, molybdenum-based pseudo-alloys, mechanical properties.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v44/i07/0927.html

PACS: 68.35.Ct, 68.55.Ln, 68.60.Bs, 68.65.Ac, 81.10.Bk, 81.15.Cd


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. N. I. Grechanyuk, P. P. Kucherenko, A. G. Melnik, V. G. Grechanyuk, and A. Manulyk, The Minerals, Metals and Materials Series (Eds. T. S. Srivatsan and Manoj Gupta) (Springer: 2019), p. 105. Crossref
  2. N. I. Grechanyuk and V. G. Grechanyuk, Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 56, Iss. 11–12: 633 (2018). Crossref
  3. Н. И. Гречанюк, В. Г. Гречанюк, Современная электрометаллургия, 2: 43 (2019). Crossref
  4. І. М. Гречанюк Науково-технологічні засади створення нових композиційних матеріалів на основі нікелю, кобальту, титану й міді та новітнього електронно-променевого обладнання для їх отримання (Дис. д-ра тех. наук) (Київ: Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАНУ: 2021).
  5. N. I. Grechanyuk, V. G. Grechanyuk, E. V. Khomenko, and D. Kovalchuk, Electrotechnica & Electronica, 53, Nos. 7–8: 212 (2018).
  6. L. Orac, V. Grechаnyuk, O. Metoseriu, and S. Constantinescu, The Annals of ‘Dunarea de Jos’ University of Galati. Fascicle IX, Metallurgy and Materials Science, 36, No. 1: 5 (2013).
  7. В. Г. Гречанюк, Электрические контакты и электроды (Киев: 2012), с. 174.
  8. Н. И. Гречанюк, В. А. Осокин, И. Н. Гречанюк, П. П. Кучеренко, Р. В. Минакова, М. Е. Головков, Г. Е. Копылова, Современная электрометаллургия, № 2 (83): 9 (2006).
  9. V. G. Grechanyuk, V. A. Denysenko, and L. Orac, Abstract of Conferinta Stiintifica UgalMat 2007 Tehnologii Si Materiale Avansate (Оct. 19–20, 2007) (Romania, Galati: 2007), p. 12.
  10. В. Г. Гречанюк, В. А. Денисенко, И. Ф. Руденко, Л. Орак, Электрические контакты и электроды (Киев: 2008), с. 130.
  11. I. N. Grechanjuk, V. G. Grechanjuk, and Y. U. Artuh, The Annals of ‘Dunarea de Jos’ University of Galati. Fascicle IX, Metallurgy and Materials Science, 32, No. 1: 5 (2009).
  12. В. А. Денисенко, В. Г. Гречанюк Современная электрометаллургия, 4: 27 (2008).
  13. В. Г. Гречанюк, Фізико-механічні основи формування конденсованих з парової фази композиційних матеріалів на основі міді (Дис. д-ра хім. наук) (Київ: Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАНУ: 2013).
  14. І. М. Гречанюк, Структура, властивості і електронно-променева технологія отриманих композиційних матеріалів Cu–Mo–Zr–Y для електричних контактів (Дис. канд. тех. наук) (Київ: Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАНУ: 2007).
  15. Р. В. Мінакова, М. І. Гречанюк, В. Г. Затовський, М. Є. Головкова, Г. Є. Копилова, О. П. Василега, Д. Г. Вербило, Электронная микроскопия и прочность материалов, 17: 37 (2010).