Людвіченко О. П. Вплив умов резистивного нагрівання комірки високого тиску на кристалізацію GaN із розчин-розплавної системи Fe–Ga–N

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0824U000663

Облікова картка дисертації

0824U000663.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 132 - Матеріалознавство

Спеціалізована вчена рада

ID 4669

Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля Національної академії наук України

Анотація

Дисертацію присвячено встановленню умов резистивного нагрівання комірок високого тиску апаратів типів «тороїд-30» і «тороїд-40» для дослідження розчинності нітриду ґалію у армко-залізі і кристалізації GaN із розчин-розплавної системи Fe–Ga–N. Встановлено, шо при значеннях градієнта температури ~13 °С/мм має місце агрегатний хаотичний ріст кристалів GaN; при зменшенні градієнта температури до значень ~8 °С/мм утворюється текстурований квазімонокристал GaN; при подальшому зменшенні градієнта температури до 1,5 С/мм спостерігається нестисненний ріст монокристалів GaN пелюсткової форми розміром до 3 мм, які об’єднуються в кущоподібні друзи. Оптимізовано схеми резистивного нагрівання комірки АВТ типу «тороїд-40», які забезпечують зменшення величини градієнта температури і приводять до покращення структурної досконалості кристалів GaN. Показано, що для забезпечення росту монокристалів GaN пелюсткової форми із системи Fe–Ga–N у температурному градієнті оптимальною є схема нагрівання комірки АВТ типу «тороїд-40» з використанням комбінованих торцевих нагрівачів з діаметром графітового диска у 10 мм. Усереднене значення осьового градієнта температури при цьому становить 1,5 °С/мм, ізолінії температури мають горизонтальну орієнтацію. Показано, що в процесі зростання зони кристалізації GaN температура в кристалізаційному об’ємі зменшується незначно (максимально до 5 С), що не потребує додаткового коригування теплового стану комірки при довготривалих режимах кристалізації GaN у температурному градієнті. Встановлено, що для проведення експериментів з вивчення розчинності нітриду ґалію у залізі в АВТ типу «тороїд-30» оптимальною є схема нагрівання комірки, що відповідає 60 %-вій концентрації ZrO2 в осьових нагрівачах, товщині стінки трубчастого нагрівача у 1,5 мм, за яких температура у зразку змінюється в інтервалі 1805–1842 С. Разом з тим, варіювання товщини стінки трубчастого нагрівача від 1,0 до 2,1 мм веде до незначного (~2 С) збільшення максимального перепаду температури у зразку GaN+Fe за одночасної лінійної зміни температури в центрі зразка від 1580 до 2059 С, що забезпечує можливість його дослідження в широкому температурному інтервалі без зміни ступеня однорідності його теплового стану.

Читати повністю

Публікації

1. Liudvichenko O.P., Lyeshchuk O.O., Petrusha І.A. Effect of the concentration of components and the size of heaters on the thermal state of a high-pressure cell to study the solubility of gallium nitride in iron. J. Superhard Mater. 2023. Vol. 45, no. 2. P. 83–92.

2. Людвіченко О.П., Анісін О.М., Лєщук О.О., Щидловський В.І. Скінченноелементний аналіз електрорезистивного нагрівання апарата високого тиску для дослідження розчинності GaN у Fe. Mech. Adv. Technol. 2021. Vol. 5, no. 3. C. 302–306.

3. Людвіченко О.П., Анісін О.М., Лєщук О.О., Петруша І.А. Моделювання теплового стану апарата високого тиску при дослідженні розчинності нітриду ґалію в залізі. Інструментальне матеріалознавство: Зб. наук. праць. Київ: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2021. Вип. 24. С. 325–334.

4. Людвіченко О.П., Лєщук О.О., Гордєєв С.О. Моделювання теплового стану комірки апарата високого тиску при вирощуванні кристалів нітриду ґалію. Технічна інженерія. 2023. № 1. С. 57–66.

5. Людвіченко О.П., Лєщук О.О., Гордєєв С.О., Петруша І.А. Дослідження теплового стану комірки апарата високого тиску з використанням комбінованих нагрівачів при вирощуванні кристалів нітриду ґалію. Інструментальне матеріалознавство: Зб. наук. праць. Київ: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2023. Вип. 26. С. 245–252.

6. Людвіченко О.П., Гордєєв С.О., Лєщук О.О., Петруша І.А. Тепловий стан комірки високого тиску при кристалізації GaN. Матеріали Шк.-конф. молодих вчен. «Сучасне матеріалознавство: фізика, хімія, технології (СМФХТ – 2021)». Ужгород: ФОП Сабов А. М., 2021. С. 151–152.

7. Людвіченко О.П., Лєщук О.О., Петруша І.А. Дослідження теплового стану комірки апарата високого тиску типу «тороїд» для вивчення розчинності нітриду ґалію у залізі. Якість, стандартизація, контроль: теорія та практика: Матеріали 22-ї Міжнар. наук.-практ. конф. 04–05 жовт. 2022 р. Київ: АТМ України, 2022. С. 30–32.А

8. Людвіченко О.П., Гордєєв С.О., Лєщук О.О. Тепловий стан комірки АВТ типу «тороїд» при вирощуванні кристалів нітриду ґалію. Сучасні питання виробництва та ремонту в промисловості і на транспорті: Матеріали 23-го Міжнар. наук.-техн. семінару, 15–16 берез. 2023 р. Київ: АТМ України, 2023. С.68–71.

9. Людвіченко О.П., Гордєєв С.О., Лєщук О.О. Дослідження впливу нової фази на розподіл температури в комірці апарата високого тиску при кристалізації нітриду ґалію. Scientific Research and Innovation: Proc. 2nd Int. Sci. and Pract. Internet Conf., Apr. 3–4, 2023. Dnipro: FOP Marenichenko V. V., 2023. P. 238–240.

10. Людвіченко О.П., Гордєєв С.О., Лєщук О.О. Вплив концентрації графіту в нагрівачах на тепловий стан апарата високого тиску типу "тороїд" при вирощуванні кристалів нітриду ґалію. Modern problems of science, education and society. Proceedings of the 2nd International scientific and practical conference. SPC “Sci-conf.com.ua”. Kyiv, Ukraine. 2023. Р. 21-27.

11. Людвіченко О.П., Гордєєв С.О., Лєщук О.О. Вплив синтезованої фази нітриду ґалію на перепад температури в ростовому об’ємі апарата високого тиску. ІХ Міжнар. наук.-практ. конф. «Теоретичні і експериментальні дослідження в сучасних технологіях матеріалознавства та машинобудування»: Матеріали конф. (тези), 30 трав. – 1 черв. 2023 р., м. Луцьк. Луцьк: Вежа-Друк, 2023. С. 117–119.

12. Людвіченко О.П., Лєщук О.О., Гордєєв С.О., Петруша І.А. Моделювання теплового стану модернізованої комірки апарата високого тиску при вирощуванні кристалів нітриду ґалію. Якість, стандартизація, контроль: теорія та практика: Матеріали 23-ї Міжнар. наук.-практ. конф., 27–28 верес. 2023 р. Київ: АТМ України, 2023. С. 51–53.

13. Людвіченко О.П., Лєщук О.О. Визначення умов резистивного нагрівання комірки високого тиску для кристалізації GaN із розчин-розплавної системи Fe–Ga–N. Надтверді, композиційні матеріали та покриття: отримання, властивості, застосування: Тез. доп. Дванадцятої конф. молодих вчених та спеціалістів, 19–20 жовт. 2023р., м. Київ. Київ: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2023. C. 6–9.

Читати повністю

Схожі дисертації

0824U001069

Ситников Павло Андрійович

Підвищення ресурсу деталей машин наплавленням та плазмовим напиленням композиційними матеріалами

0824U001004

Кандала Степан Михайлович

Ресурс елементів внутршньокорпусних пристроїв реактора ВВЕР-1000 з урахуванням залишкових зварювальних напружень

0824U000926

Воробйов Павло Олександрович

Закономірності впливу органічних добавок на властивості епоксикомпозитів, призначених для ремонту водного транспорту

0824U000561

Тимошенко Арсеній Дмитрович

Закономірності формування та структурно-фазовий стан високолегованої оптичної кераміки YAG:Sm3+

0824U000521

Балабанов Антон Едуардович

Процеси синтезу та властивості ІЧ-прозорої кераміки в системі MgO-Y2O3