Приборы и методы измерений
https://rep.bntu.by/handle/data/65
2024-03-29T07:40:43ZОптимальные режимы печати и постобработки полимерных изделий, полученных по SLA-технологии аддитивного производства
https://rep.bntu.by/handle/data/138380
Оптимальные режимы печати и постобработки полимерных изделий, полученных по SLA-технологии аддитивного производства
Протасеня, Т. А.; Крень, А. П.
Появление инновационных производственных технологий, таких как аддитивный синтез, требует одновременного развития методов оценки качества выпускаемой продукции. На начальном этапе внедрения новых способов производства в различные отрасли промышленности, как правило, применяют наиболее изученные и широко используемые на практике методы контроля. В большинстве случаев это стандартные разрушающие испытания. В качестве альтернативы стандартным испытаниям на растяжение, применяемым для оценки упругих и прочностных свойств полимерных изделий, полученных по SLA-технологии, в работе предложен метод динамического индентирования. На примере высокотемпературной фотополимерной смолы High Temp RS-F2-HTAM-01 показана возможность оптимизации способов 3D-печати и режимов постобработки на основании данных динамического индентирования. Показано, что наибольшему охрупчиванию подвержены непигментированные фотополимеры из-за своей возможности пропускать УФ-излучение в объём синтезированного материала. Выявлено, что охрупчивание полимерного материала в меньшей мере сказывается на результате измерения его динамической твёрдости, чем предела прочности при растяжении. Установлено, что доотверждение полимерных изделий при высоких температурах (вплоть до 160 °С) и УФ-излучении мощностью 39 Вт позволяет повысить их прочность и модуль упругости на 170 % и 85 % соответственно, по сравнению с состоянием до обработки. Доказано, что чувствительность метода динамического индентирования к изменению физико-механических характеристик изделий, полученных по SLA-технологии при различных видах и режимах их постобработки, сопоставима с чувствительностью стандартных испытаний на растяжение.
2023-01-01T00:00:00ZМодифицирование оксидом олова газочувствительных слоёв из оксида индия для повышения эффективности газовых сенсоров
https://rep.bntu.by/handle/data/138379
Модифицирование оксидом олова газочувствительных слоёв из оксида индия для повышения эффективности газовых сенсоров
Реутская, О. Г.; Денисюк, С. В.; Куданович, О. Н.; Мухуров, Н. И.; Таратын, И. А.; Лугин, В. Г.
Мониторинг присутствия посторонних примесей в воздухе относится к одному из актуальных направлений детектирования газов для применения в промышленности и быту. Повышение требований к контролю содержания взрывоопасных и токсичных газов на уровне предельно допустимых концентраций при высокой селективности определяет необходимость совершенствования существующих газоаналитических приборов. Целью настоящей работы являлось исследование методик формирования и элементного состава плёнок оксида индия, модифицированных оксидом олова, на поверхности тонкоплёночных элементов газовых сенсоров, как одних из перспективных соединений для повышения эффективности детектирования взрывоопасных и токсичных газов в окружающей среде. В результате проведённых исследований изучены процессы формирования газочувствительных плёнок, нанесённых на поверхность информационных электродов из сплава нихром. В качестве образцов для проведения исследований были выбраны подложки анодного оксида алюминия площадью 10 × 10 мм2 и толщиной 45 ± 0,5 мкм. На поверхности образцов формировали слой из сплава нихром (Ni – 80 %, Cr – 20 %) толщиной ≈ 0,3 мкм методом ионно-плазменного нанесения материалов в вакууме и пленки из оксида индия с добавкой оксида олова толщинами от ≈ 0,3 мкм до ≈ 1,0 мкм с применением золь-гель технологии. Для пяти образцов провели нанесение газочувствительных плёнок разными методиками формирования слоёв и режимами термообработки. Методами сканирующей электронной микроскопии определили морфологию полученных модифицированных плёнок и их элементный состав. Сплошные полупроводниковые пленки были получены при многослойном нанесении золь-гель пасты. При температурах отжига в вакууме 700 °С и выше наблюдается растрескивание полупроводниковых плёнок до слоя из сплава нихром. Развитая поверхность газочувствительных пленок позволяет достигать высокую чувствительность и эффективность полупроводниковых датчиков при контроле газового состава воздуха.
2023-01-01T00:00:00ZInfluence of Temperature from 20 to 100 °C on Specific Surface Energy and Fracture Toughness of Silicon Wafers
https://rep.bntu.by/handle/data/138378
Influence of Temperature from 20 to 100 °C on Specific Surface Energy and Fracture Toughness of Silicon Wafers
Lapitskaya, V. A.; Kuznetsova, T. A.; Chizhik, S. A.
The influence of temperature in the range from 20 to 100 °C on the specific surface energy and fracture toughness of standard silicon wafers of three orientations (100), (110) and (111) was studied. Silicon wafers were heated on a special thermal platform with an autonomous heating controller, which was installed under the samples. At each temperature, the samples were kept for 10 min. The specific surface energy γ after exposure to temperature was determined by atomic force microscopy (AFM). Fracture toughness during and after exposure to temperature was determined by indentation followed by visualization of the deformation region using AFM. It has been established that the specific surface energy γ of Si wafers with orientation (100) and (111) increases with increasing temperature from 20 to 100 °C, and for orientation (110) it increases at temperatures from 20 to 80 °C, and then decreases. The diagonal length d of indentation marks, performed both during the heating process and after heating, decreases by increasing the temperature from 20 to 100 °C. The crack length c decreases on silicon wafers during indentation during heating from 20 to 100 °C, and after exposure to temperature, the length increases. When the plates are exposed to temperature, the fracture toughness KIC increases with increasing temperature: for orientation (100) – up to 1.61 ± 0.08 MPa·m1/2, for (110) – up to 1.60 ± 0.08 MPa·m1/2 and for (111) – up to 1.66 ± 0.04 MPa·m1/2. A direct correlation was established between KIC , measured during exposure to temperature, and an inverse correlation between KIC measured after exposure to temperature and specific surface energy for the (100) and (111) orientations. An inverse correlation was obtained by KIC at the (110) orientation when exposed to temperatures of 20–40 and 80–100 °C, and after exposure, a direct correlation was obtained. At 60 °C there is no correlation. The results obtained can be used to improve the mechanical properties of silicon wafers used in solar cells and microelectromechanical systems (operating at temperatures up to 100 °C).
2023-01-01T00:00:00ZUse of the Laser Beam Deflection Technique for Thermo-Optic Coefficients Study in Gadolinium-Yttrium Oxyorthosilicate Doped with Erbium Ions
https://rep.bntu.by/handle/data/138377
Use of the Laser Beam Deflection Technique for Thermo-Optic Coefficients Study in Gadolinium-Yttrium Oxyorthosilicate Doped with Erbium Ions
Yumashev, K. V.; Goman, V. I.; Pavlovski, L. K.; Hertsova, A. V.; Malyarevich, A. M.
Results of use of the laser beam deflection technique for determination of thermo-optic coefficients (TOCs) of the Er3+-doped gadolinium-yttrium oxyorthosilicate crystal (Er3+:(GdY)2SiO5 – Er:GYSO) are presented. A 0.1 at.% Er-doped gadolinium-yttrium oxyorthosilicate crystal was grown by the Czochralski method under nitrogen atmosphere. Raw materials such as Er2O3, Gd2O3, Y2O3, and SiO2 were weighed according to the formula (Er0.001Gd0.8995Y0.0995)2SiO5. Optical properties of the biaxial Er:GYSO crystal are described within the frame of the optical indicatrix with orthogonal principal axes Np , Nm , and Ng . To characterize the anisotropy of the TOCs a sample from the grown Er:GYSO crystal was prepared in a shape of a rectangular parallelepiped with dimensions of 7.0 (Np ) × 8.0 (Nm ) × 8.5 (Ng ) mm3. Each face of the sample is perpendicular to one of the optical indicatrix axes Np , Nm and Ng . For determination of the TOCs the laser beam deflection technique for a material with a linear temperature gradient is used. Measurements are performed at the wavelength of 632.8 nm. The thermal coefficient of the optical path (TCOP) for the Er:GYSO crystal measured at the wavelength of 632.8 nm at different light polarization E and propagation direction k were obtained. The TCOP values are positive for all directions of the light propagation k // Np , Nm , Ng . This means that the sign of the thermal lens which is directly related to the TCOP value will also be positive, and the positive thermal lens is then expected for Np - Nm-, and Ng -cut Er:GYSO. Applying an analysis of the thermal lensing the dn /dT value for Yb:GYSO is estimated to be 6.5×10–6 K–1.
2023-01-01T00:00:00Z