https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/33100 2026-03-16T23:31:39Z https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/36749 Розробка математичної моделі перемикання електричної поляризації у сегнетоелектричному конденсаторі Кичак, В. М.; Барабан, І. О.; Kychak, V. M.; Baraban, I. O. Розроблено математичну модель перемикання електричної поляризації сегнетоелектричного конденсатора, яка адекватно відображає процеси запису та зчитування в елементах FRAM-пам’яті і придатна для розробки автоматизованого проектування сегнетоелектричних накопичувальних елементів і пристроїв. Фізичні моделі перемикання електричної поляризації у сегнетоелектричному конденсаторі є лише окремими випадками кристалізаційних за певних припущень щодо розмірності доменів, процесів їхнього зародження, розростання і перекриття. Тому в роботі проведено перене-сення відомої геометрико-ймовірнісної моделі кристалізації розплаву на процеси переполяризації сег-нетоелектриків. Для цієї кристалізаційної моделі розроблені два варіанти її практичної реалізації: для χ- і β-процесів. Відповідно в математичній моделі можна виділити дві складові, назвавши їх χ- та β-моделями перемикання поляризованості в сегнетоелектричному конденсаторі. Відмінність розробленої моделі від інших полягає в тому, що в кристалізаційній моделі вводиться початкове значення поляризованості та проводиться змішане (часове і просторове) нормування параметрів сегнетоелектричного матеріалу. Зокрема, введено поняття характеристичного часу, що є часом подвоєння радіусу зародків в полях з напруженостями значно більшими полів активації; характеристичного об’єму, який для χ-процесу дорівнює переполяризованому зародженням об’єму за характеристичний час, а для β-процесу — початковому об’єму, поляризованому в напрямку поля до його прикладання та відносного поля активації зародження і розростання доменів. Узагальнені нормовані моделі зі змішаним нормуванням виявилися зручнішими для висування певних вимог до параметрів сегнетоелектричного матеріалу з метою отримання заданих характеристик сегнетоелектричних запам’ятовувальних елементів за швидкодії і інтенсивності струмів перемикання.; In this paper, a mathematical model of switching the electrical polarization of a ferroelectric capacitor was developed, which adequately reflects the processes of writing and reading in the elements of FRAM-memory and is suitable for devel-oping automated design of ferroelectric storage elements and devices. Physical models of switching electrical polarization in a ferroelectric capacitor are found only in isolated cases of crystallization under certain assumptions about the dimension of domains, the processes of their nucleation, growth and overlap. Therefore, the work carried out the transfer of the known geometric-probabilistic model of melt crystallization to the processes of repolarization of ferroelectrics. For this crystallization model, two variants of its practical implementation have been developed — for χ- and β-processes. Accordingly, in the mathematical model we can distinguish two components, calling them χ- and β-models of switching polarization in a ferroe-lectric capacitor. The difference between the developed model and others is that in the crystallization model the initial value of polariza-tion is introduced and mixed (temporal and spatial) normalization of the parameters of the ferroelectric material is performed. In particular, the concept of characteristic time is introduced, which is the time of doubling the radius of embryos in fields with intensities much larger than the activation fields; characteristic volume, which for the χ-process is equal to the volume repolarized by germination over the characteristic time, and for the β-process — the initial volume, polarized in the direction of the field before its application and the relative field of activation of germination and growth of domains. Generalized normalized models with mixed rationing proved to be more convenient for setting certain requirements for the parameters of ferroelectric material in order to obtain the specified characteristics of ferroelectric storage elements in terms of speed and intensity of switching currents. 2021-01-01T00:00:00Z https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/36748 Зміна оптичних характеристик води внаслідок обробки розрядом Месарош, Л. В.; Чучман, М. П.; Mesarosh, L. V.; Chuchman, M. P. На сьогоднішній день актуальними є питання про екологічний стан довкілля, зокрема води. Якість води визначається домішками, які вона містить, та рівнем ph. Чиста вода — це вода, якість якої достатня для здорового життя людей, тварин та рослин, які споживають воду. У природі хімічно чистої води (H2O) практично немає. Для очистки води можна застосувати тліючий розряд за атмосферного тиску в повітрі між металічним і рідинним електродами. Також актуальним питанням постає вивчення наночистинок та можливостей їхнього застосування. Наноструктурні матеріали ма-ють розміри від 1 до 100 нм і можуть бути виготовлені з різних речовин, яким притаманні унікальні властивості та функції. Наночастинкам приділяють велику увагу, через їхню високу стабільність у біологічних рідинах, а також тривалий час зберігання. Метою роботи є вивчення дії розряду на воду методом поглинання випромінювання. Як джерело випромінювання використовувалась вольфрамова лампа. Порівнювались інтенсивність випромінювання, що пройшло через порожню кювету, та інтенсивність випромінювання, що пройшло через кювету з рідиною. Вода, оброблена розрядом, отримана запалюванням тліючого розряду над водою в кюветі, виготовленій з органічного скла. Одним з електродів була голка з міді, а іншим — поверхня дистильованої води. Анодом була голка з міді діаметром 2 мм, а катодом — мідна пластина. Відстань між кінчиком анода і поверхнею дистильованої води складала 7 мм, а товщина розчину над поверхнею металевого катода — 5 мм. Подано результати дослідження оптичних характеристик рідини. Наведено залежності інтенсивностей випромінювання від довжини хвилі з використанням різних водних розчинів та води різної чистоти. Досліджено коефіцієнти пропускання випромінювання для різних розчинів. Обговорено роль сполук на основі O, S, H, N у поглинанні. Встановлено, що пропускання випромінювання чистою водою максимальне в діапазоні довжин хвиль 450…550 нм. Спектри поглинання дистильованої води до і після обробки розрядом дуже подібні, якщо довжина хвиль менша за 500 нм, а із зростанням довжини хвилі дія розряду викликає збільшення поглинання. Поглинання домішками в діапазоні 400…650 нм вказує на переважну роль у поглинанні сполук на базі атомів O, S.; Presently the ecological state of the environment, in particular water is an actual task. Water quality is determined by the impurities it contains and the pH level. Clean water is water whose quality is sufficient for the healthy life of people, animals and plants that consume water. There is practically no chemically pure water (H2O) in nature. Glow discharge of atmospher-ic pressure in the air between the metallic and liquid electrodes is used for the purification of water. Also an urgent issue is the study of nanoparticles and the possibilities of their application. Nanostructured materials range in size from 1 to 100 nm and can be made from a wide range of materials with unique properties and functions. Nanoparticles are given a lot of atten-tion due to their high stability in biological fluids, as well as long shelf life. The purpose of the work was to study the effect of discharge on water by the method of radiation absorption. А tungsten lamp was used as the radiation source. For compari-son, the intensity of the radiation source obtained by passing through an empty cuvette and the radiation intensity obtained by passing through a cuvette with liquid were used. Discharge-treated water obtained by igniting a glow discharge over water in a cuvette made of plexiglass, one electrode was a copper needle, and the other — the surface of distilled water. The anode was a copper needle with a diameter of 2 mm, and the cathode was a copper plate. The experiments were per-formed at a distance between the tip of the anode and the surface of distilled water of 7 mm and the thickness of the solu-tion above the surface of the metal cathode 5 mm. The transmission of pure water is maximum in the wavelength range 450…550 nm. The absorption spectra of distilled water before and after discharge treatment are very similar in the wave-length range less than 500 nm, and as the wavelength increases, the action of the discharge causes an increase in absorp-tion. The absorption of impurities in the region of 400…650 nm indicates a predominant role in the absorption of compounds based on O, S atoms. The results of the research of optical characteristics of the liquid are presented. There has been shown the wavelength dependence of emission intensity for various aqueous solutions and varying purity water. For different water solutions the transmittance coefficient is investigated. The role of the O, S, H, N compounds in absorption is discussed. 2021-01-01T00:00:00Z https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/36747 Електродугове напилення композиційних металополімерних покриттів Карпеченко, А. А.; Бобров, М. М.; Лимар, О. О.; Karpechenko, A. A.; Bobrov, M. M.; Lymar, О. О. Запропоновано спосіб формування композиційних електродугових покриттів за рахунок використання модернізованого розпилювача ЕМ-14М з вузлом безперебійної подачі порошку у вільному вигляді до високотемпературного гетерофазного струменя під час напилення. Отримано зразки металополімерного композиційного покриття з композиції сталь Св-08-Г2С-О — полімер П-ЕП-219. Експериментально встановлено необхідну зону подачі полімерного порошку для запобігання його деструкції у високотемпературній зоні дугового розряду та оптимальні режими нанесення металополімерних покриттів: сила струму 90…100 А, напруга на дузі 25 В, тиск стисненого повітря 0,4…0,6 МПа, ви-трата полімерного порошку 25 г/хв, дистанція напилення 100...120 мм. За дотримання зазначених режимів забезпечуються умови формування якісного металополімерного покриття товщиною 0,5…0,8 мм з максимальним вмістом полімерної складової 40 % (об.). За допомогою растрового електронного мікроскопа РЕММА 102-02 проведено дослідження мікроструктури сформованих покриттів. Встановлено, що пористість композиційних покриттів знижується з 13 % до 7 % у порівнянні з традиційними електродуговими сталевими покриттями. Проведено ідентифікацію фаз шляхом визначення їх мікротвердості на поперечних шліфах з навантаженням на індентор 50 г. Встановлено, що мікротвердість металевої матриці складає 1716 МПа, полімерної складової — 128 МПа. Показано, що нанесені покриття характеризуються наявністю на їх поверхні суцільної полімерної плівки товщиною від 10 до 100 мкм, що формується внаслідок того, що полімер твердне пізніше, ніж кристалізуються металеві частинки. Експериментально підтверджено, що теплопровідність металополімерних покриттів з композиції Св-08Г2С-О — П-ЕП-219 знижується на 46 % у порівнянні з теплопровідністю ненаповненого покриття з дроту Св-08Г2С-О. Запропоновані покриття рекомендовано застосовувати як антикорозійні та теплоізоляційні в різних конструкціях і спорудах завдяки тонкій поверхневій полімерній плівці та низькій теплопровідності.; A method for forming composite electric arc coatings by using a modernized EM-14M spraying gun with a powder feed unit of free powder to a high-temperature heterophase jet during spraying is proposed. Samples of a metal-polymer compo-site coating of the composition steel Sv-08-G2S-O — polymer P-EP-219 were obtained. Experimentally established the necessary zone for the supply of polymer powder was to prevent its destruction in the high-temperature zone of the arc discharge and the optimal modes of deposition metal-polymer coatings: current 90…100 A, arc voltage 25 V, compressed air pressure 0,4…0,6 MPa, polymer powder consumption 25 g/min, spraying distance 100...120 mm. If these modes are observed, the conditions for the formation of a high-quality metal-polymer coating with a thickness of 0.5-0.8 mm with a maximum content of the polymer component of 40 % (vol.) are provided. A scanning electron microscope REMMA-102-02 was used to investigate the microstructure of the sprayed coatings. It has been established that the porosity of composite coatings is reduced from 13 % to 7 % in comparison with convention steel coatings. The phases were identified by determin-ing their microhardness on cross sections with a load on the indenter of 50 g. It was found that the microhardness of the metal matrix is 1716 MPa; polymer component — 128 MPa. It is shown that the deposited coatings are characterized by the presence on their surface of a continuous polymer film with a thickness of 10 to 100 μm, which is formed as a result of the fact that the polymer solidifies later than the crystallization of metal particles. It has been experimentally confirmed that the thermal conductivity of metal-polymer coatings deposited from the SV-08G2S-O — P-EP-219 composition decreases by 46 % in comparison with the thermal conductivity of convention coatings from SV-08G2S-O wire. The proposed coatings are recommended to be used as anticorrosion and heat-insulating coatings on various structures due to the thin surface polymer film and low thermal conductivity. 2021-01-01T00:00:00Z https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/36745 Вплив схеми базування на похибку базування як складову мінімального проміжного припуску для механічної обробки Дерібо, О. В.; Deribo, O. V. Важливим етапом проектування технологічних процесів механічної обробки заготовок деталей машин є визначення величин мінімальних проміжних припусків, на основі яких під час виконання пода-льших етапів визначаються технологічні розміри і розміри вихідної заготовки. Ефективним засобом визначення мінімальних проміжних припусків є розрахунково-аналітичний метод, запропонований професором В. М. Кованом. Згідно з цим методом однією зі складових мініма-льного припуску є похибка установлення, важливою складовою якої є похибка базування. Під час ви-значення мінімальних припусків за умови обробки партії заготовок на настроєному верстаті похибку базування потрібно визначати як відстань між граничними положеннями (поле розсіювання) поверхні, з якої зрізатиметься припуск, відносно настроєного на розмір інструмента. З урахуванням цього розглянуто і проаналізовано деякі поширені варіанти схем базування заготовок деталей у верстат-них пристроях стосовно наявності похибки базування як складової мінімального проміжного припуску зокрема для механічної обробки головних отворів у заготовці деталі типу «Важіль», оскільки під час проектування технологічних процесів виготовлення саме такого типу деталей через багатоваріан-тність можливих схем базування виникають певні складнощі стосовно визначення похибки базування як складової мінімального проміжного припуску. Для розглянутих варіантів схем базування отримано залежності для розрахунку величини похибки базування. Результати роботи можуть бути використані під час проектування технологічних процесів ме-ханічної обробки, а також у навчальному процесі підготовки фахівців машинобудівних спеціальностей.; An important stage in the design of technological processes for machining workpieces of machine parts is to determine the values of the minimum intermediate allowances, on the basis of which the technological dimensions and dimensions of the original workpiece are determined during the subsequent stages. An effective means of determining intermediate allowances is the computational and analytical method proposed by Pro-fessor V. M. Kovan. According to this method, one of the components of the minimum intermediate allowance is the installa-tion error, an important component of which is the positioning error. For the conditions of processing a batch of blanks on a tuned machine, the positioning error, as a component of the minimum allowance, should be determined as the distance between the limiting positions (scattering field) of the surface from which the allowance will be cut, relative to the tool set for the size. With this in mind, we considered and analyzed some common variants of basing schemes for workpieces in ma-chine tools, regarding the presence of a positioning error, as a component of the minimum intermediate allowance for ma-chining main holes in a workpiece of a “Lever” type part, since during the design of technological processes for the manufac-ture of just this type of parts due to the multivariance of possible basing schemes, certain difficulties arise in determining the basing error as a component of the minimum intermediate allowance. For the considered variants of basing schemes, de-pendencies were obtained for calculating the magnitude of the basing error. The results of the work can be used in the design of technological processes of mechanical processing, as well as in the educational process of training specialists in mechanical engineering specialties. 2021-01-01T00:00:00Z