[:ru]Актуальность проекта: Изучение аномальных эффектов в облученных электронами и ионами полимерах и композитах (политетрафторэтилен, полиэтилен, композитах на основе титана и полимеров) и в промышленности, в приборостроении и машиностроении полимерные и композитные материалы являются незаменимыми материалами, которые дают возможность замены металлов и сплавов, повышают надежность и долговечность машин. Использование деталей и изделий из полимерных и композитных материалов, чистых полимеров и покрытий существенно снижает трудоемкость их изготовления благодаря современным высокопроизводительным и ресурсосберегающим технологиям, что приводит к постоянному расширению области их применения, по достоинству занявших самостоятельное положение при производстве конструкционных материалов. Используются следующие основные подходы: 1. Радиационно-термическая технология модификации материалов и экспериментальные исследования на электронном ускорителе ЭЛУ-6. 2. Разработанная система измерения тока пучка электронов; 3. Изготовленная система охлаждения; 4. Определения энергии пучка электронов: по кривой поглощения электронов, проходящих через стопку поглотителя; 5. Стандартные и оригинальные наши методы изучения структуры: а) просвечивающий электронный микроскоп для изучения дефектов структуры композита, строение границ зерен на уровне нм с высоким разрешением; б) высокоразрешающий атомно-силовой микроскоп «Certus Optic U»; г) высокоразрешающий оптический микроскоп Leica DM 6000M; д) Рамановский спектрометр; 6. Каскадно-вероятностный метод расчета пространственных структур, радиационных дефектов; 8. Метод Кумахова-Комарова и программа Srim – для расчета распределения имплантированных ионов и вакансий по глубине и изучение диффузионных процессов; 9. Экспериментальная пресс-установка для получения композита методом порошковой металлургии; 10. Модифицированная разрывная машина для исследования механических свойств для различных доз электронного и ионного облучения. Описанные подходы дадут возможность достичь поставленных целей, и обоснованы, поскольку позволят также комплексно решить поставленные в данном проекте задачи. Описанные в проекте задачи будут реализованы с привлечением высококвалифицированного научно-технического персонала для работы на самых современных экспериментальных и технологических установках с использованием современных методов и технологий и на основе 30 летнего опыта совместной работы.
Объектом исследования являются полимерные пленки и композиционные материалы.
Целью проекта является радиационно-термическая модификация, изучение новых эффектов в возвратной деформации e_в и в ее скорости e_в¢ в зависимости от времени при различных статических напряжениях в композитных материалах, облученных до различных доз. Изучение свойств и структуры модифицированных материалов.
Ожидаемые результаты проекта: Будет разработана и проведен анализ моделей необлученных и облученных материалов и их выбор. Будет разработана технология получения образцов с заданными параметрами (композиты на основе полимеров и конструкционных материалов: полиэтилен, политетрафторэтилен, полиэфирная смола, титан, цирконий, молибден). Будет проведено выполнение пробных экспериментов и их корректировка. Будет разработана технология радиационной модификации образцов политетрафторэтилена, полиэтилена различных геометрических размеров (+ электроны, +ионы). Будет проведена отработка режимов обработки (интенсивность, доза, температура, нагрузка). 3. Будут созданы модели по зависимости деформации от температуры при различных статических напряжениях и дозах облучения. Будут получены, накоплены и исследованы новые экспериментальные данные возвратной (eв) деформации и ее скорости от приложенного напряжения (s) и температуры (Т), Будет проведено описание формулами экспериментальные данные.. Будет проведена радиационная (электроны, ионы) модификация свойств тонких и массивных материалов и покрытий (на основе титана, смолы, циркония, молибдена). Будет проведен выбор температурных и дозовых режимов. Будут проведены электронно-микроскопические исследования структуры необлученных и облученных систем. Будут изучены физические свойства необлученных и облученных материалов на основе полиэтилена, политетрафторэтилена, смол и различных элементов. Будет проведено влияние облучения на физико-механические свойства выбранных массивных композиционных материалов и покрытий (на основе титана и смол). Изучение закономерностей эффектов деформации. Будут проведены атомно-силовые, рентгеноструктурные исследования исследуемых материалов. Будет разработана радиационно-термо-механическая технология модификации материалов. Будут проведены теоретические исследования. Будет проведена разработка моделей и описание экспериментальных данных. Будет проведено установление механизмов аномальных эффектов. Будет проведено обсуждение полученных результатов. Будут проведены сравнительные исследования полученных результатов по воздействию различных факторов на свойства исследованных материалов (электроны, ионы, доза, напряжение, температура, время). Будет проведен анализ результатов. Будет проведена корректировка технологий. Будет выпущена опытная партия образцов.
Достигнутые результаты:
1. Произведена разработка и анализ моделей необлученных и облученных материалов и выполнен их выбор. Разработаны технологии получения образцов с заданными параметрами ( композиты на основе полимеров и конструкционных материалов: полиэтилен, политетрафторэтилен, полиэфирная смола, титан, цирконий, молибден). Выполнены пробные эксперименты и их корректировка.
Анализ зависимости относительного удлинения (деформации) от напряжения показывает, что деформация фактически  растет по экспоненциальному закону. Для полиэтилена максимальное значение механической деформация составляет 60 %. Для описания экспериментальных данных разработано несколько моделей. В частности: 1. Линейная. 2. Экспоненциальная. 3. Квадратичная. 4. Экспоненциально-квадратичная и др. Составлены дифференциальные уравнения для каждой модели и получены соответствующие аналитические выражения для зависимости деформации от напряжения. Определены начальные и граничные условия. Показано, что при малых деформациях из экспоненциальной модели (путем разложения экспоненты в ряд) получается линейная модель (а затем и закон Гука). Экспериментальные данные неплохо описываются не только экспоненциальной, но и квадратичной моделью. Ошибка составляет менее 5 %. Расхождение между законом Гука и экспериментальными данными (при максимальной деформации как для необлученнго, так и облученного материала) составляет более 100 %.
Аналогичное поведение деформации наблюдается на политетрафторэтилене и полиэтилентерефталате. Показано, что на композитах, изготовленных на основе титана, циркония, азота и др. в заданном интервале параметров успешно работает линейная модель (из-за малой деформации). Проведены исследования и анализ моделей дозовых зависимостей деформации и напряжения. Установлены области определения, максимальные и минимальные значения исследуемых функций и параметров. Проведен анализ модели зависимости деформации от времени. Показано, что из этой модели, путем дифференцирования можно получить аналитическое выражение для скорости деформации. Получено, что облучение, как ионами, так и электронами существенно влияет на деформационные свойства материала.
2. Проведена разработка технологии радиационной модификации образцов политетрафторэтилена, полиэтилена различных геометрических размеров(+ электроны, +ионы). Кроме этого отработаны конкретные режимы обработки (интенсивность, доза, температура, нагрузка). В качестве исследуемого материала был выбран пленочный полиэтилен толщиной 23 мкм. Оборудованием для производства данного полимера является автоклав, который изготовлен из высокопрочной стали, выдерживающий высокое давление до 100 атм. Установка снабжена якорной вешалкой и рубашкой для нагревания и последующего охлаждения. На подготовительном этапе автоклав был охлажден и освобожден от воздуха. Температурный режим доводился до 70 – 80 °С, при этом давление составляло от 40 до 100 атм. Реакция заканчивается, когда падает давление – это является сигналом завершения процесса изготовления материала. Выход продукта за один час составляет 80 % от общей массы заложенного сырья. Листы пленки разрезались на полоски шириной 5 мм с помощью специального нарезного устройства с регулируемой шириной и длиной нарезания образцов. Рабочая длина образцов составила: 5, 7, 10, 12 см. Полученные пленочные образцы были облучены различными дозами 1,5 *10⁶, 1,6 *10⁷, 5,0*10⁸; и 1,0 *10⁹ частиц с ионами криптона с энергией 147 МэВ в условиях окружающей среды. Часть не подвергалась облучению, и использовались как контрольные образцы. Образцы пленок для облучения устанавливались на расстоянии 300 мм от выходного окна ускорителя. Величина тока пучка составляла 0,16 мкА/см². Распределение дозы внутри ускорительного зала определяли с помощью дозиметрической системы ДРГ – 01т1. Температура материала при исследованиях составляла 23 ⁰С. Кроме того, испытания на растяжение проводились в соответствии с ASTM-D882 Стандарт на универсальной разрывной машине модель РУ-50, со скоростью хода 16 мм/мин при частоте переменного тока 10 Гц, которая управляется инвертером CHNT. С целью проведения исследований зависимости относительного удлинения (Elongation, e) от напряжения (Mecanics stress, s)  и других зависимостей нами была модернизирована установка, которая обеспечивает возможность измерений параметров с использованием датчиков движения и силы при различных нагрузках и их изменения со временем. В установке использован интерфейс с датчиками движения и силы фирмы Science Cube. Частота сбора данных по деформации составила 2,5 мм*с^-1, а измерение механического напряжения различно из-за изменения модуля Юнга при удлинении. При исследовании массивных материалов использовалось реактивное магнетронное распыления (МС), соотношение азота и кислорода  регулировалось для контроля фазового и химического состава пленок. Введение добавок N в покрытие TiO₂ индуцирует ионы Ti₃+ и дефекты внутри решетки. В результате изменяется ширина запрещенной зоны и происходит переход от монокристаллического рутила (TiO₂) к поликристаллическому анатазу (TiOxNy). Установлено, что МС-осажденные пленки оксинитрида титана в зависимости от давления газа могут образовывать различные структуры,  в частности, три основные структуры с различной концентрацией металлоидов: нитрид титана (TiN:O), оксид титана (TiO₂:N) и твердый раствор (TiOxNy). В зависимости от содержания кислорода решетка TiN искажается во время процесса МС, что в конечном итоге приводит к тетрагональному TiO₂. Экспериментальная твердость и модуль Юнга при фазовом превращении варьировались от 15,8 до 5,2 ГПа и от 273 до 142 ГПа соответственно. Сосуществование нескольких фаз в пленке может привести к изменению функциональных свойств. Толщина слоя TiN сыграла решающую роль в превращении поверхности из гидрофобной в высокогидрофильную. В сравнительном исследовании в пленке сосуществовали как рутиловая, так и анатазная структуры TiO₂. Причиной было N-легирование решетки TiO₂, сопровождающееся наличием O-вакансий. Образование кислородных вакансий в структурах нитрида титана или Ti–O–N индуцирует перенос заряда и повышает биосовместимость по сравнению с чистым нитридом титана или многослойными структурами TiN/TiO₂ Важно отметить, что плазменные разряды с чистой оксидной атмосферой и смесью O – N различны. Создание пятен частиц заряда в оксидах, которые взаимодействуют с атомами решетки азота на поверхности мишени во время разряда, делает процесс еще более проблематичным. В целом, условия проявления свойств на состояние и взаимосвязь азота и кислорода, проявляются, влияя на ориентацию и переходный баланс и, следовательно, проявляются функциональные свойства. Целью работы было исследование морфологии, структурно-фазового и химического состава и механических свойств образцов, основанных на методе реактивного магнетронного распыления, в зависимости от повышенного содержания газов N₂ и O₂, а также изучение диаграммной и установленной связи между режимами фармакологического и медико-биологического анализа пленок TiON. Для применения была создана специальная установка для напыления, предназначенная для РС постоянного тока. Эллипсометрию округляли до 143,2 ± 11,2 нм (образец 1), 134,8 ± 7,5 нм (образец 2) и 145 ± 10 нм (образец 3). Морфологию поверхности анализировали с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) FEI Quanta 400 с использованием вторичных электронов (ВЭ). Инфракрасная спектроскопия (ИК) использовалась для идентификации химических связей в оксинитридных покрытиях. Спектры оптического поглощения получали на приборе Termo Nicolet 5700 в диапазоне 400 – 4000 см^–1. Рентгенофазовый анализ (РФА) пленок проводили на дифрактометре ARL X’TRA фирмы Thermo Scientific (Cu-Kα-излучение, 30 кВ, 30 мА). База данных рентгеновской дифракции ICDD, сопровождающая это устройство, позволила идентифицировать пики картин дифракции оксидов. Размер кристаллитов D оценивали по графику Вильямсона-Холла. Исследования методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) проводили на спектрометре К-Альфа (Thermo Fisher Scientific). Монохроматическое излучение оксида алюминия используется (hν = 1486,6 эВ для AlKα) для получения спектров фотоэмиссии с поверхности пленки. Все спектры калиброваны по скорости С1с с установкой связи 285,0 эВ. Экспериментальные данные обрабатываются методом аппроксимации с использованием функций Гаусса и Лоренца в программе CasaXPS. Погрешность определения энергий повышенной опасности ±0,2 эВ. Механические свойства были протестированы с использованием прибора NanoScan-4D Tester (UCSU Modern Nanotechnologies), способного измерять твердость и модуль упругости путем наноиндентирования и топографии поверхности в нанометровом масштабе. Выбранные величины нагрузки 3, 5 и 10 мН, средней толщины покрытия. Делали и усредняли до 10 отпечатков, ориентированных в одну линию через каждые 50 мкм. Толщина покрытия была слишком мала, чтобы соответствовать сочетанию «10 % соответствия». Для того чтобы учесть подложки, имеется формула: H = HS (Hf HS)MS.
3. Создан ряд моделей по зависимости деформации от температуры при различных статических напряжениях и дозах облучения. Экспериментально исследована зависимость деформации от температуры в полиэтилене, политетрафторэтилене и др. при различных статических нагрузках и экспозиционных дозах. После облучения электронами с энергией 2 МэВ дозами 10, 30, 50, 70 и 100 кГр. и ионами с энергией 147 МэВ обнаружены существенные изменения механических свойств, которые объясняются образованием нанодефектов в структуре материала. Полученные кривые как для не облученного, так и для облученного материала удовлетворительно описаны в рамках экспоненциальной модели. В качестве исследуемого материала был выбран также пленочный полиэтилен толщиной 50 мкм. Листы пленки разрезались на полоски размером 5 × 70 мм². Полученные пленочные образцы были облучены электронами и ионами различными дозами в условиях окружающей среды. Часть материалов не подвергалась облучению, и использовались как контрольные образцы. Облучение проводилось на линейном ускорителе ЭЛУ-6 с энергией 2 МэВ. Вакуум в системе ускорителя, предназначенный для разгона электронов до релятивистских скоростей, поддерживался равным 1,33*10^-6 мм.рт.ст. Мощность дозы составила 60 ± 0,06 Гр/с. Предел прочности полимера равен 8,6 МПа и в качестве статического напряжения взята величина равная половине его предела прочности.С целью проведения исследований зависимости относительного удлинения (Elongation) от температуры (Temperature) нами была разработана и  изготовлена установка, которая обеспечивает возможность измерений параметров с использованием датчиков движения и силы при различных нагрузках и их изменения со временем. В установке использован интерфейс с датчиками движения и силы фирмы Science Cube.
После облучения деформационные свойства полиэтилена существенно изменяются. К примеру, относительное удлинение ПЭ облученного дозой 100 кГр уменьшилась на 12,5 % по отношению к деформации необлученного материала. Причиной этому служат, происходящие деструкции в наномасштабах и деградация цепей в структуре полимера.  Кривые для доз 0, 10, 30, 50, 70 и 100 кГр лежат очень близко друг другу. Данные сведены  в таблицу. Как следует из экспериментов, кривые с дозами 10 – 70 кГр, лежат между кривыми  с дозами облучения 0 и 100 кГр. Зависимость относительного удлинения от дозы облучения полиэтилена при различных температурах и статическом напряжении 4,3 МПа показывает, что с увеличением дозы облучения деформация ПЭ при разных температурах уменьшается из-за деструкции в структуре материала. Аналогичные результаты имеют место и на других материалах.
4. Получение, накопление и исследование новых экспериментальных данных возвратной (e_в) деформации и ее скорости от приложенного напряжения (s) и температуры (Т), Описание формулами экспериментальных данных.
Получен, накоплен и исследован ряд новых экспериментальных данных возвратной (e_в) деформации и ее скорости от приложенного напряжения (s) и температуры (Т), Описаны формулами полученные экспериментальные данные.
Изучено влияние различных факторов на скорость возвратной деформации политетрафторэтилена и полиэтилена. Экспериментально исследована зависимость скорости возвратной деформации (ε’r) от времени (t), дозы электронного и ионного облучения (D) и механического напряжения (σ) в тонких пленках политетрафторэтилена и полиэтилена. Были обнаружены значительные изменения ε’r в зависимости от t, D и σ. Уменьшение скорости возвратной  деформации при облучении материала связано с фрикционными свойствами между макромолекулами и изменением структуры, что приводит к более слабому распрямлению полимеров и их плохому скольжению. Полученные кривые как для необлученного, так и для облученного материала удовлетворительно описываются экспоненциальной и линейной моделями. Для зависимостей ε’r от D это убывающие функции, а для скорости деформации ε’r от σ – возрастающие функции.
Модуль упругости зависит от длины цепи, а цепи короче 100 Å приводят к увеличению максимальной прочности. Коэффициент трения полимера в этом случае зависит от направления при сжатии и скручивании. Существует множество интересных работ, связанных с изучением свойств и разнообразным применением политетрафторэтилена, полиэтилена и композитов на их основе в различных отраслях жизнедеятельности человека. Например, наблюдается улучшение воспламенения размолотых смесей бор-политетрафторэтилена, антиасфальтовых свойств композиционных покрытий при высоких температурах, трибологических свойств композитов, фрикционных и износостойких характеристик ПЭ и ПТФЭ, композитов для ультразвуковых двигателей, механические характеристики и износостойкость ПТФЭ, полученных смешением растворов. Получено, что облучение электронами и ионами приводит к существенным изменениям деформации, скорости деформации и др.
Новизна данных исследований состоит в получении принципиально новых результатов возвратной деформации, скорости возвратной деформации и аномальных эффектов в облученных системах.Состав исследовательской группы:

1. Купчишин Анатолий Иванович – главный научный сотрудник, д.ф.м.н., профессор, руководитель проекта;
2. Погребняк Александр Дмитриевич – главный научный сотрудник, д.ф.м.н., профессор, исполнитель;
3. Абдухаирова Алчачак Танышевна – главный научный сотрудник, к.п.н., исполнитель;
4. Тлебаев Кайрат Бейшенович – главный научный сотрудник, д.ф.м.н., профессор, исполнитель;
5. Ходарина Наталья Николаевна – научный сотрудник, исполнитель;
6. Тронин Борис Алексеевич – научный сотрудник, исполнитель;
7. Ниязов Марат Нурпулатович – научный сотрудник, магистр, исполнитель;
8. Сущих Анастасия Михайловна – младший научный сотрудник, исполнитель;
9. Джумадиллаев Калдархан Нурмаханович – научный сотрудник, исполнитель;
10. Ламбекова Торгын Ерсайыновна – бухгалтер, исполнитель;
11. Джумадиллаева Айдана Калдарханкызы – младший научный сотрудник, исполнитель;
12. Бекмурат Динара Құрманханқызы – младший научный сотрудник, исполнитель;

 

 [:en]The relevance of the project: The study of abnormal effects in polymers and composites irradiated with electrons and ions (polytetrafluoroethylene, polyethylene, titanium-based composites and polymers) and in industry, in instrumentation and mechanical engineering, polymer and composite materials are indispensable materials that make it possible to replace metals and alloys, increase the reliability and durability of machines. The use of parts and products made of polymer and composite materials, pure polymers and coatings significantly reduces the complexity of their manufacture due to modern high-performance and resource-saving technologies, which leads to a constant expansion of their field of application, which has taken an independent position in the production of structural materials. The following basic approaches are used: 1. Radiation-thermal technology of materials modification and experimental research on the electronic accelerator ELU-6. 2. The developed system for measuring the current of the electron beam; 3. The manufactured cooling system; 4. Determination of the energy of the electron beam: according to the absorption curve of electrons passing through the absorber stack; 5. Our standard and original methods for studying the structure: a) a transmission electron microscope for studying defects in the composite structure, the structure of grain boundaries at the nm level with high resolution; b) a high-resolution atomic force microscope «Certus Optical U»; d) a high-resolution optical microscope Leica DM 6000M; e) Raman spectrometer; 6. Cascade-probabilistic method for calculating spatial structures, radiation defects; 8. The Kumakhov-Komarov method and the Srim program – for calculating the distribution of implanted ions and vacancies in depth and studying diffusion processes; 9. Experimental press installation for producing a composite by powder metallurgy; 10. A modified bursting machine for the study of mechanical properties for various doses of electron and ion irradiation. The described approaches will make it possible to achieve the set goals, and are justified, since they will also allow us to comprehensively solve the tasks set in this project. The tasks described in the project will be implemented with the involvement of highly qualified scientific and technical personnel to work on the most modern experimental and technological installations using modern methods and technologies and based on 30 years of experience working together.
The object of research is polymer films and composite materials.
The aim of the project is radiation-thermal modification, the study of new effects in the return deformation and in its velocity depending on time at various static stresses in composite materials irradiated to different doses. The study of the properties and structure of modified materials.
Expected results of the project: The analysis of models of non-irradiated and irradiated materials and their selection will be developed and carried out. A technology for obtaining samples with specified parameters (composites based on polymers and structural materials: polyethylene, polytetrafluoroethylene, polyester resin, titanium, zirconium, molybdenum) will be developed. Trial experiments will be carried out and their correction will be carried out. A technology for radiation modification of polytetrafluoroethylene and polyethylene samples of various geometric sizes (+ electrons, +ions) will be developed. Treatment modes (intensity, dose, temperature, load) will be tested. 3. Models will be created based on the dependence of deformation on temperature at various static stresses and radiation doses. New experimental data on the return (eb) deformation and its velocity from the applied stress (s) and temperature (T) will be obtained, accumulated and investigated, and experimental data will be described using formulas.. Radiation (electrons, ions) modification of the properties of thin and massive materials and coatings (based on titanium, resin, zirconium, molybdenum) will be carried out. A selection of temperature and dose modes will be carried out. Electron microscopic studies of the structure of non-irradiated and irradiated systems will be carried out. The physical properties of non-irradiated and irradiated materials based on polyethylene, polytetrafluoroethylene, resins and various elements will be studied. The effect of irradiation on the physico-mechanical properties of selected massive composite materials and coatings (based on titanium and resins) will be carried out. Studying the patterns of deformation effects. Atomic force and X-ray diffraction studies of the materials under study will be carried out. A radiation-thermo-mechanical technology for modifying materials will be developed. Theoretical studies will be conducted. The development of models and description of experimental data will be carried out. The mechanisms of abnormal effects will be established. The results will be discussed. Comparative studies of the results obtained on the effects of various factors on the properties of the studied materials (electrons, ions, dose, voltage, temperature, time) will be carried out. An analysis of the results will be carried out. The technology will be adjusted. A pilot batch of samples will be released.

Achieved results:
1. Models of non-irradiated and irradiated materials were developed and analyzed and their selection was performed. Technologies for obtaining samples with specified parameters (composites based on polymers and structural materials: polyethylene, polytetrafluoroethylene, polyester resin, titanium, zirconium, molybdenum) have been developed. Trial experiments and their correction have been performed.
The analysis of the dependence of the relative elongation (deformation) on stress shows that the deformation actually increases exponentially. For polyethylene, the maximum value of mechanical deformation is 60%. Several models have been developed to describe the experimental data. In particular: 1. Linear. 2. Exponential. 3. Quadratic. 4. Exponential-quadratic, etc. Differential equations for each model have been compiled and corresponding analytical expressions for the dependence of strain on stress have been obtained. The initial and boundary conditions are determined. It is shown that for small deformations, a linear model is obtained from the exponential model (by decomposing the exponent into a series) (and then Hooke’s law). The experimental data are well described not only by the exponential, but also by the quadratic model. The error is less than 5%. The discrepancy between Hooke’s law and experimental data (at maximum deformation for both non-irradiated and irradiated material) is more than 100%.
A similar deformation behavior is observed on polytetrafluoroethylene and polyethylene terephthalate. It is shown that on composites made on the basis of titanium, zirconium, nitrogen, etc. The linear model works successfully in a given range of parameters (due to low deformation). Studies and analysis of models of dose dependences of strain and stress have been carried out. The areas of definition, maximum and minimum values of the studied functions and parameters are established. The analysis of the model of the dependence of deformation on time is carried out. It is shown that an analytical expression for the strain rate can be obtained from this model by differentiation. It is found that irradiation with both ions and electrons significantly affects the deformation properties of the material.
2. The technology of radiation modification of polytetrafluoroethylene and polyethylene samples of various geometric sizes (+ electrons, + ions) has been developed. In addition, specific treatment modes (intensity, dose, temperature, load) have been worked out. Polyethylene film with a thickness of 23 microns was chosen as the material under study. The equipment for the production of this polymer is an autoclave, which is made of high-strength steel that can withstand high pressure up to 100 atm. The installation is equipped with an anchor hanger and a jacket for heating and subsequent cooling. At the preparatory stage, the autoclave was cooled and freed from air. The temperature regime was adjusted to 70-80 ° C, while the pressure ranged from 40 to 100 atm. The reaction ends when the pressure drops – this is a signal of the completion of the manufacturing process of the material. The yield of the product in one hour is 80% of the total mass of the stored raw materials. The film sheets were cut into strips with a width of 5 mm using a special rifling device with an adjustable width and length of sample cutting. The working length of the samples was: 5, 7, 10, 12 cm. The obtained film samples were irradiated with various doses 1,5 *106, 1,6 *107, 5,0*108; and 1.0 *109 particles with krypton ions with an energy of 147 MeV under environmental conditions. Some of them were not exposed to radiation and were used as control samples. The film samples for irradiation were installed at a distance of 300 mm from the accelerator exit window. The beam current was 0.16 µA/cm2. The dose distribution inside the accelerator room was determined using the DRG – 01t1 dosimetric system. The temperature of the material during the studies was 23 0C. In addition, tensile tests were carried out in accordance with ASTM-D882 Standard on a universal breaking machine model RU-50, with a stroke speed of 16 mm/min at an alternating current frequency of 10 Hz, which is controlled by a CHNT inverter. In order to conduct research on the dependence of elongation (Elongation, e) on stress (Mecanics stress, s) and other dependencies, we have upgraded the installation, which provides the ability to measure parameters using motion and force sensors under various loads and their changes over time. The installation uses an interface with motion and force sensors from Science Cube. The frequency of strain data collection was 2.5 mm*s-1, and the measurement of mechanical stress is different due to the change in Young’s modulus during elongation. In the study of massive materials, reactive magnetron sputtering (MS) was used, the ratio of nitrogen and oxygen was adjusted to control the phase and chemical composition of the films. The introduction of N additives into the TiO2 coating induces Ti3+ ions and defects inside the lattice. As a result, the band gap width changes and a transition occurs from monocrystalline rutile (TiO2) to polycrystalline anatase (TiOxNy). It has been established that MS-deposited titanium oxynitride films, depending on the gas pressure, can form various structures, in particular, three main structures with different concentrations of metalloids: titanium nitride (TiN:O), titanium oxide (TiO2:N) and solid solution (TiOxNy). Depending on the oxygen content, the TiN lattice is distorted during the MS process, which eventually leads to tetragonal TiO2. The experimental hardness and Young’s modulus during phase transformation ranged from 15.8 to 5.2 GPa and from 273 to 142 GPa, respectively. The coexistence of several phases in the film can lead to a change in functional properties. The thickness of the TiN layer played a crucial role in the transformation of the surface from hydrophobic to highly hydrophilic. In a comparative study, both rutile and anatase TiO2 structures coexisted in the film. The reason was the N-doping of the TiO2 lattice, accompanied by the presence of O vacancies. The formation of oxygen vacancies in titanium nitride or Ti–O–N structures induces charge transfer and increases biocompatibility compared to pure titanium nitride or multilayer TiN/TiO2 structures, it is important to note that plasma discharges with a pure oxide atmosphere and an O–N mixture are different. The creation of charge particle spots in oxides that interact with nitrogen lattice atoms on the target surface during discharge makes the process even more problematic. In general, the conditions for the manifestation of properties on the state and relationship of nitrogen and oxygen are manifested, affecting orientation and transitional balance and, consequently, functional properties are manifested. The aim of the work was to study the morphology, structural-phase and chemical composition and mechanical properties of samples based on the method of reactive magnetron sputtering, depending on the increased content of N2 and O2 gases, as well as to study the diagrammatic and established relationship between the modes of pharmacological and biomedical analysis of TiON films. A special spraying unit designed for DC DC has been created for use. The ellipsometry was rounded to 143.2 ± 11.2 nm (sample 1), 134.8 ± 7.5 nm (sample 2) and 145 ± 10 nm (sample 3). The morphology of the surface was analyzed using a FEI Quanta 400 scanning electron microscope (SEM) using secondary electrons (RE). Infrared spectroscopy (IR) has been used to identify chemical bonds in oxynitride coatings. Optical absorption spectra were obtained on the Termo Nicolet 5700 device in the range 400 – 4000 cm–1. X-ray phase analysis (XFA) of the films was performed on an ARL X’TRA diffractometer manufactured by Thermo Scientific (Cu-Ka radiation, 30 kV, 30 mA). The ICDD X-ray diffraction database accompanying this device made it possible to identify the peaks of the oxide diffraction patterns. The size of the crystallites D was estimated according to the Williamson-Hall graph. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) studies were performed on a K-Alpha spectrometer (Thermo Fisher Scientific). Monochromatic radiation of aluminum oxide is used (hν = 1486.6 eV for AlKa) to obtain photoemission spectra from the film surface. All spectra are calibrated at the C1c rate with a coupling setting of 285.0 eV. The experimental data are processed by the approximation method using the Gauss and Lorentz functions in the CasaXPS program. The error in determining the energies of increased danger is ± 0.2 eV. The mechanical properties were tested using the NanoScan-4D Tester (UCSU Modern Nanotechnologies), which is capable of measuring hardness and modulus of elasticity by nanoindentation and surface topography on a nanometer scale. The selected load values are 3, 5 and 10 mN, the average coating thickness. Up to 10 prints were made and averaged, oriented in a single line every 50 microns. The coating thickness was too small to match the «10% match» combination. In order to take into account the substrates, there is a formula: H = HS (Hf HS)MS.

3. A number of models have been created for the dependence of deformation on temperature at various static stresses and radiation doses. The dependence of deformation on temperature in polyethylene, polytetrafluoroethylene, etc. has been experimentally investigated. at various static loads and exposure doses. After irradiation with electrons with an energy of 2 MeV at doses of 10, 30, 50, 70 and 100 kGy and ions with an energy of 147 MeV, significant changes in mechanical properties were found, which are explained by the formation of nanodefects in the structure of the material. The obtained curves for both non-irradiated and irradiated material are satisfactorily described within the framework of an exponential model. Polyethylene film with a thickness of 50 microns was also selected as the test material. The film sheets were cut into strips measuring 5 × 70 mm2. The resulting film samples were irradiated with electrons and ions at various doses under environmental conditions. Some of the materials were not exposed to radiation and were used as control samples. The irradiation was carried out on an ELU-6 linear accelerator with an energy of 2 MeV. The vacuum in the accelerator system, designed to accelerate electrons to relativistic velocities, was maintained at 1.33*10-6 mmHg. The dose rate was 60 ± 0.06 G/s. The ultimate strength of the polymer is 8.6 MPa and a value equal to half of its ultimate strength is taken as a static stress.In order to conduct research on the dependence of elongation on temperature, we have developed and manufactured an installation that provides the ability to measure parameters using motion and force sensors under various loads and their changes over time. The installation uses an interface with motion and force sensors from Science Cube.
After irradiation, the deformation properties of polyethylene change significantly. For example, the relative elongation of the PE irradiated with a dose of 100 kGy decreased by 12.5% relative to the deformation of the non-irradiated material. The reason for this is the ongoing destruction at the nanoscale and degradation of chains in the polymer structure. The curves for doses of 0, 10, 30, 50, 70 and 100 kGy lie very close to each other. The data is summarized in a table. As follows from the experiments, curves with doses of 10 – 70 kGy lie between curves with radiation doses of 0 and 100 kGy. The dependence of the elongation on the irradiation dose of polyethylene at different temperatures and a static stress of 4.3 MPa shows that with an increase in the irradiation dose, the deformation of PE at different temperatures decreases due to destruction in the structure of the material. Similar results are found on other materials.
4. Obtaining, accumulation and investigation of new experimental data on return (in) deformation and its velocity from applied stress () and temperature (T), Description by formulas of experimental data.
A number of new experimental data on the return (in) deformation and its velocity from the applied stress () and temperature (T) have been obtained, accumulated and investigated, and the experimental data obtained are described by formulas.
The influence of various factors on the rate of return deformation of polytetrafluoroethylene and polyethylene has been studied. The dependence of the rate of return deformation (ε’r) on time (t), the dose of electron and ion irradiation (D) and mechanical stress (σ) in thin films of polytetrafluoroethylene and polyethylene has been experimentally studied. Significant changes in ε’r were found depending on t, D and σ. A decrease in the rate of return deformation during irradiation of the material is associated with frictional properties between macromolecules and a change in structure, which leads to a weaker straightening of polymers and their poor sliding. The obtained curves for both non-irradiated and irradiated material are satisfactorily described by exponential and linear models. For the dependences ε’r on D, these are decreasing functions, and for the deformation rate ε’r on σ, they are increasing functions.
The modulus of elasticity depends on the length of the chain, and chains shorter than 100 Å lead to an increase in maximum strength. The coefficient of friction of the polymer in this case depends on the direction of compression and twisting. There are many interesting works related to the study of the properties and diverse applications of polytetrafluoroethylene, polyethylene and composites based on them in various sectors of human life. For example, there is an improvement in the ignition of ground mixtures of boron-polytetrafluoroethylene, anti-asphalt properties of composite coatings at high temperatures, tribological properties of composites, friction and wear-resistant characteristics of PE and PTFE, composites for ultrasonic motors, mechanical characteristics and wear resistance of PTFE obtained by mixing solutions. It is found that irradiation with electrons and ions leads to significant changes in deformation, deformation rate, etc.
The novelty of these studies consists in obtaining fundamentally new results of recurrent deformation, the rate of recurrent deformation and abnormal effects in irradiated systems.
The composition of the research group:
1. Kupchishin Anatoly Ivanovich – Chief Researcher, PhD, Professor, project Manager;
2. Pogrebnyak Alexander Dmitrievich – Chief Researcher, PhD, Professor, performer;
3. Abdukhairova Alchachak Tanyshevna – Chief Researcher, PhD, performer;
4. Tlebaev Kairat Beishenovich – Chief Researcher, PhD, Professor, performer;
5. Natalia Nikolaevna Khodarina – researcher, performer;
6. Boris A. Tronin – researcher, performer;
7. Niyazov Marat Nurpulatovich – researcher, Master, performer;
8. Anastasia Mikhailovna Suschikh – Junior researcher, performer;
9. Dzhumadillaev Kaldarkhan Nurmakhanovich – researcher, performer;
10. Lambekova Torgyn Yersayynovna – accountant, contractor;
11. Jumadillayeva Aidana Kaldarkhankyzy – Junior researcher, performer;
12. Bekmurat Dinara Kurmankhankyzy – junior researcher, performer;[:kk]Жобаның өзектілігі: электрондар мен иондармен Сәулеленген полимерлер мен композиттердегі (политетрафторэтилен, полиэтилен, титан және полимер негізіндегі композиттер) және өнеркәсіптегі, Аспап жасау мен машина жасаудағы қалыптан тыс әсерлерді зерттеу полимерлі және композиттік материалдар металдар мен қорытпаларды ауыстыруға мүмкіндік беретін, машиналардың сенімділігі мен беріктігін арттыратын таптырмас материалдар болып табылады. Полимерлі және композиттік материалдардан, таза полимерлерден және жабындардан жасалған бөлшектер мен бұйымдарды пайдалану қазіргі заманғы жоғары өнімді және ресурстарды үнемдейтін технологиялардың арқасында оларды өндірудің күрделілігін айтарлықтай төмендетеді, бұл құрылымдық материалдарды өндіру кезінде дербес жағдайға ие болған олардың қолдану аясының үнемі кеңеюіне әкеледі. Келесі негізгі тәсілдер қолданылады: 1. Материалдарды модификациялаудың радиациялық-термиялық технологиясы және elu-6 Электронды үдеткішіндегі эксперименттік зерттеулер. 2. Электрондар сәулесінің тогын өлшеудің дамыған жүйесі; 3. Дайындалған салқындату жүйесі; 4. Электрондар сәулесінің энергиясын анықтау: сіңіргіш үйіндісі арқылы өтетін электрондардың сіңіру қисығы бойынша; 5. Құрылымды зерттеудің стандартты және өзіндік әдістері: А) Композит құрылымының ақауларын зерттеуге арналған трансмиссиялық электронды микроскоп, жоғары ажыратымдылықтағы НМ деңгейіндегі дән шекараларының құрылымы; б) «Certus Optic U» жоғары ажыратымдылықтағы атомдық-күштік микроскоп; г) Leica DM 6000m жоғары ажыратымдылықтағы оптикалық микроскоп; д) Раман спектрометрі; 6. Кеңістіктік құрылымдарды, радиациялық ақауларды есептеудің каскадты-ықтималдық әдісі; 8. Кумахов-Комаров әдісі және srim бағдарламасы – имплантацияланған иондар мен бос орындардың тереңдігі бойынша таралуын есептеу және диффузиялық процестерді зерттеу; 9. Ұнтақты металлургия әдісімен Композит алуға арналған эксперименттік пресс-қондырғы; 10. Электронды және иондық сәулеленудің әртүрлі дозалары үшін механикалық қасиеттерді зерттеуге арналған модификацияланған жару машинасы. Сипатталған тәсілдер қойылған мақсаттарға қол жеткізуге мүмкіндік береді және негізделген, өйткені олар осы жобада қойылған міндеттерді жан-жақты шешуге мүмкіндік береді. Жобада сипатталған міндеттер заманауи әдістер мен технологияларды пайдалана отырып және бірлескен жұмыстың 30 жылдық тәжірибесі негізінде ең заманауи эксперименттік және технологиялық қондырғыларда жұмыс істеу үшін жоғары білікті ғылыми-техникалық персоналды тарта отырып іске асырылатын болады.

Зерттеу нысаны-полимерлі пленкалар мен композициялық материалдар.

Жобаның мақсаты радиациялық-термиялық модификация, әртүрлі дозаларға дейін Сәулеленген композиттік материалдардағы әртүрлі статикалық кернеулердегі уақытқа байланысты В және оның жылдамдығындағы вольтты қайтару деформациясындағы жаңа әсерлерді зерттеу болып табылады. Өзгертілген материалдардың қасиеттері мен құрылымын зерттеу.

Жобаның күтілетін нәтижелері: сәулеленбеген және Сәулеленген материалдардың үлгілерін талдау және оларды таңдау әзірленеді және жүргізіледі. Берілген параметрлері бар үлгілерді (полимерлер мен құрылымдық материалдар негізіндегі композиттер: полиэтилен, политетрафторэтилен, полиэфир шайыры, титан, цирконий, молибден) алу технологиясы әзірленетін болады. Сынақ эксперименттерін орындау және оларды түзету жүргізіледі. Политетрафторэтилен, әртүрлі геометриялық өлшемдегі полиэтилен (+ электрондар, +иондар) үлгілерін радиациялық модификациялау технологиясы әзірленетін болады. Өңдеу режимдерін (қарқындылығы, дозасы, температурасы, жүктемесі) пысықтау жүргізіледі. 3. Әр түрлі статикалық кернеулер мен сәулелену дозалары кезінде деформацияның температураға тәуелділігі бойынша модельдер құрылады. Қайтарылатын (e) деформацияның жаңа эксперименттік деректері және оның қолданылатын кернеуден (s) және температурадан (T) оның жылдамдығы алынады, жинақталады және зерттеледі, эксперименттік деректер формулаларымен сипатталатын болады.. Жұқа және массивті материалдар мен жабындардың (титан, шайыр, цирконий, Молибден негізінде) қасиеттерін радиациялық (электрондар, иондар) модификациялау жүргізіледі. Температуралық және дозалық режимдерді таңдау жүргізіледі. Сәулеленбеген және Сәулеленген жүйелердің құрылымына электронды-микроскопиялық зерттеулер жүргізілетін болады. Полиэтилен, политетрафторэтилен, шайырлар және әртүрлі элементтер негізінде сәулеленбеген және Сәулеленген материалдардың физикалық қасиеттері зерттеледі. Таңдалған массивтік композициялық материалдар мен жабындардың (титан мен шайыр негізінде) Физика-механикалық қасиеттеріне сәулеленудің әсері жүргізіледі. Деформация әсерінің заңдылықтарын зерттеу. Зерттелетін материалдарға атомдық-күштік, рентгендік құрылымдық зерттеулер жүргізілетін болады. Материалдарды модификациялаудың радиациялық-термо-механикалық технологиясы әзірленетін болады. Теориялық зерттеулер жүргізіледі. Үлгілерді әзірлеу және эксперименттік деректерді сипаттау жүргізіледі. Аномальды әсер ету механизмдері орнатылады. Алынған нәтижелерді талқылау жүргізіледі. Зерттелген материалдардың қасиеттеріне (электрондар, иондар, доза, кернеу, температура, уақыт) әртүрлі факторлардың әсері бойынша алынған нәтижелерге салыстырмалы зерттеулер жүргізіледі. Нәтижелерге талдау жасалады. Технологияларды түзету жүргізіледі. Үлгілердің тәжірибелі партиясы шығарылады.

Қол жеткізілген нәтижелер:

1. Сәулеленбеген және Сәулеленген материалдардың үлгілерін әзірлеу және талдау жүргізілді және оларды таңдау орындалды. Берілген параметрлері бар үлгілерді алу технологиялары әзірленді (полимерлер мен құрылымдық материалдарға негізделген композиттер: полиэтилен, политетрафторэтилен, полиэфир шайыры, титан, цирконий, молибден). Сынақ эксперименттері және оларды түзету жүргізілді.

Салыстырмалы ұзартудың (деформацияның) кернеуге тәуелділігін талдау деформацияның экспоненциалды заңға сәйкес өсетінін көрсетеді. Полиэтилен үшін механикалық деформацияның максималды мәні 60 % құрайды. Эксперименттік деректерді сипаттау үшін бірнеше модельдер жасалды. Атап айтқанда: 1. Сызықтық. 2. Экспоненциалды. 3. Квадраттық. 4. Экспоненциалды-квадраттық және т.б. әр модель үшін дифференциалдық теңдеулер жасалады және деформацияның кернеуге тәуелділігі үшін тиісті аналитикалық өрнектер алынады. Бастапқы және шекаралық шарттар анықталды. Шағын деформациялар кезінде экспоненциалды модельден (экспоненциалды қатарға ыдырату арқылы) сызықтық модель (содан кейін Гук заңы) алынады. Эксперименттік деректер тек экспоненциалды ғана емес, сонымен қатар квадраттық модельмен де жақсы сипатталған. Қате 5% — дан аз. Гук заңы мен эксперименттік деректер арасындағы алшақтық (сәулеленбеген және Сәулеленген материал үшін максималды деформация кезінде) 100% — дан асады.

Деформацияның ұқсас әрекеті политетрафторэтилен мен полиэтилентерефталатта байқалады. Титан, цирконий, азот және т.б. негізінде жасалған композиттерде берілген параметрлер интервалында сызықтық модель сәтті жұмыс істейтіні көрсетілген (аз деформацияға байланысты). Деформация мен кернеудің дозалық тәуелділіктерінің модельдерін зерттеу және талдау жүргізілді. Анықтама аймақтары, зерттелетін функциялар мен параметрлердің максималды және минималды мәндері белгіленеді. Деформацияның уақытқа тәуелділік моделіне талдау жасалды. Бұл модельден дифференциация арқылы деформация жылдамдығы үшін аналитикалық өрнек алуға болатындығы көрсетілген. Иондармен де, электрондармен де сәулелену материалдың деформациялық қасиеттеріне айтарлықтай әсер ететіні анықталды.

2. Политетрафторэтилен, әртүрлі геометриялық өлшемдегі полиэтилен(+ электрондар, +иондар) үлгілерін радиациялық модификациялау технологиясы әзірленді. Сонымен қатар, өңдеудің нақты режимдері (қарқындылығы, дозасы, температурасы, жүктемесі) пысықталды. Зерттелетін материал ретінде қалыңдығы 23 мкм пленкалы полиэтилен таңдалды. Бұл полимерді өндіруге арналған жабдық-100 атм дейін жоғары қысымға төтеп беретін жоғары беріктігі бар болаттан жасалған автоклав. Қондырғы жылытуға және кейіннен салқындатуға арналған якорь ілгішімен және көйлекпен жабдықталған. Дайындық кезеңінде автоклав салқындатылып, ауадан босатылды. Температура режимі 70-80 °С дейін жеткізілді, ал қысым 40 – тан 100 атм-ға дейін болды. Қысым төмендеген кезде Реакция аяқталады-бұл материалды жасау процесінің аяқталу сигналы. Өнімнің бір сағатта шығымдылығы салынған шикізаттың жалпы массасының 80 % құрайды. Пленка парақтары ені мен ұзындығы реттелетін арнайы мылтық құрылғысының көмегімен ені 5 мм жолақтарға кесілді. Үлгілердің жұмыс ұзындығы: 5, 7, 10, 12 см. Алынған пленка үлгілері әртүрлі дозаларда сәулеленді 1,5 *106, 1,6 *107, 5,0*108; және қоршаған орта жағдайында энергиясы 147 МэВ болатын криптон иондары бар 1,0 * 109 бөлшектер. Бөлік сәулеленуге ұшырамады және бақылау үлгілері ретінде пайдаланылды. Сәулелену пленкаларының үлгілері үдеткіштің Шығыс терезесінен 300 мм қашықтықта орнатылды. Сәуленің ток мәні 0,16 мкА / см2 болды. Дозаның үдеткіш зал ішінде таралуы DRG-01t1 дозиметриялық жүйесінің көмегімен анықталды. Зерттеу кезінде материалдың температурасы 23 0С болды. Сонымен қатар, созылу сынақтары сәйкес жүргізілді ASTM-D882 әмбебап жарылғыш машинадағы Стандарт RU-50 моделі, CHNT инверторымен басқарылатын 10 Гц айнымалы ток жиілігінде 16 мм/мин жылдамдықпен. Салыстырмалы созылу (Elongation, e) кернеуге (Mecanics stress, s) және басқа да тәуелділіктерге тәуелділігі бойынша зерттеулер жүргізу мақсатында біз әртүрлі жүктемелер кезінде қозғалыс пен күш датчиктерін қолдана отырып параметрлерді өлшеу мүмкіндігін және олардың уақыт өте келе өзгеруін қамтамасыз ететін қондырғыны жаңарттық. Орнату Science Cube компаниясының қозғалыс және күш сенсорлары бар интерфейсті пайдаланады. Деформация деректерін жинау жиілігі 2,5 мм * с-1 болды, ал механикалық кернеуді өлшеу ұзарту кезінде Юнг Модулінің өзгеруіне байланысты әр түрлі болды. Жаппай материалдарды зерттеу кезінде пленкалардың фазалық және химиялық құрамын бақылау үшін азот пен оттегінің қатынасы реттелетін реактивті магнетронды бүрку (МС) қолданылды. TiO2 жабынына N қоспаларын енгізу ti3+ иондарын және тор ішіндегі ақауларды тудырады. Нәтижесінде жолақ ені өзгереді және монокристалды рутилден (TiO2) поликристалды анатазаға (TiOxNy) ауысады. Газ қысымына байланысты титан оксинитридінің МС-тұндырылған пленкалары әртүрлі құрылымдарды, атап айтқанда металлоидтардың концентрациясы әртүрлі үш негізгі құрылымды құра алатыны анықталды: титан нитриді (TiN:O), титан оксиді (TiO2:N) және қатты ерітінді (TiOxNy). Оттегінің құрамына байланысты TiN торы МС процесі кезінде бұрмаланады, нәтижесінде тетрагональды TiO2 пайда болады. Фазалық түрлендіру кезіндегі эксперименттік қаттылық пен Юнг модулі сәйкесінше 15,8-ден 5,2 ГПа-ға дейін және 273-тен 142 ГПа-ға дейін өзгерді. Фильмдегі бірнеше фазалардың қатар өмір сүруі функционалдық қасиеттердің өзгеруіне әкелуі мүмкін. TiN қабатының қалыңдығы бетті гидрофобты қабаттан жоғары гидрофильді қабатқа айналдыруда шешуші рөл атқарды. Салыстырмалы зерттеуде пленкада TiO2 рутилді және анатаза құрылымдары қатар өмір сүрді. Мұның себебі TiO2 торының N-легирленуі болды, ол O-бос жұмыс орындарының болуымен бірге жүрді. Титан нитридінің немесе Ti–O–N құрылымдарында оттегі бос орындарының түзілуі зарядтың тасымалдануын тудырады және таза титан нитридімен немесе көп қабатты TiN/TiO2 құрылымдарымен салыстырғанда биоүйлесімділікті арттырады таза оксидті атмосферасы мен O – N қоспасы бар плазмалық разрядтар әртүрлі екенін ескеру маңызды. Разряд кезінде нысананың бетіндегі азот тор атомдарымен әрекеттесетін оксидтердегі заряд бөлшектерінің дақтарын жасау процесті одан да проблемалы етеді. Тұтастай алғанда, азот пен оттегінің күйі мен өзара байланысына қасиеттердің көріну шарттары бағдарлау мен өтпелі тепе-теңдікке әсер етеді, сондықтан функционалдық қасиеттер пайда болады. Жұмыстың мақсаты N2 және O2 газдарының жоғарылауына байланысты реактивті магнетронды бүрку әдісіне негізделген үлгілердің морфологиясын, құрылымдық-фазалық және химиялық құрамын және механикалық қасиеттерін зерттеу және tion пленкаларын фармакологиялық және медициналық биологиялық талдау режимдері арасындағы диаграммалық және белгіленген байланысты зерттеу болды. Қолдану үшін тұрақты токқа арналған арнайы бүріккіш қондырғы жасалды. Эллипсометрия 143,2 ± 11,2 нм (1-үлгі), 134,8 ± 7,5 НМ (2-үлгі) және 145 ± 10 нм (3-үлгі) дейін дөңгелектенді. Беттік морфология Fei quanta 400 сканерлеуші электронды микроскоппен (Sam) екінші реттік электрондарды (ve) қолдана отырып талданды. Оксинитридті жабындардағы химиялық байланыстарды анықтау үшін инфрақызыл спектроскопия (IR) қолданылды. Оптикалық сіңіру спектрлері termo Nicolet 5700 құрылғысында 400 – 4000 см–1 диапазонында алынды. Фильмдердің рентгендік фазалық талдауы (РФА) Thermo Scientific (cu-Kα-сәулелену, 30 кВ, 30 мА) фирмасының ARL X ‘ TRA дифрактометрінде жүргізілді. Осы құрылғымен бірге жүретін ICDD рентгендік дифракция дерекқоры оксидтердің дифракция үлгілерінің шыңдарын анықтауға мүмкіндік берді. D кристалдарының мөлшері Уильямсон-Холл кестесі бойынша бағаланды. Рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (РФЭС) әдісімен зерттеулер к-Альфа (Thermo Fisher Scientific) спектрометрінде жүргізілді. Алюминий оксидінің монохроматикалық сәулеленуі пленка бетінен фотоэмиссия спектрлерін алу үшін қолданылады (Hν = AlKα үшін 1486,6 эВ). Барлық спектрлер 285,0 эВ байланыс орнатумен С1С жылдамдығымен калибрленген. Эксперименттік деректер casaxps бағдарламасындағы Гаусс және Лоренц функцияларын қолдана отырып жуықтау әдісімен өңделеді. Жоғары қауіпті энергияны анықтау қателігі ±0,2 эВ. Механикалық қасиеттер наноинденттеу және нанометрлік масштабта беттік топография арқылы қаттылық пен серпімділік модулін өлшеуге қабілетті nanoscan-4D Tester (UCSU Modern Nanotechnologies) құралының көмегімен сыналды. Таңдалған жүктеме мәндері 3, 5 және 10 мН, жабынның орташа қалыңдығы. Әр 50 мкм сайын бір сызыққа бағытталған 10-ға дейін басып шығару жасалды және орташаланды. Қаптаманың қалыңдығы «10% сәйкестік» комбинациясына сәйкес келу үшін тым аз болды. Субстраттарды есепке алу үшін формула бар: H = HS (Hf HS)MS.
3. Әр түрлі статикалық кернеулер мен сәулелену дозаларында деформацияның температураға тәуелділігі бойынша бірқатар модельдер жасалды. Әр түрлі статикалық жүктемелер мен экспозициялық дозаларда деформацияның полиэтилен, политетрафторэтилен және т.б. температураға тәуелділігі эксперименталды түрде зерттелді. 10, 30, 50, 70 және 100 кг дозада 2 МэВ энергиясы бар электрондармен сәулеленгеннен кейін. 147 МэВ энергиясы бар иондар материалдың құрылымында нанодефектілердің пайда болуымен түсіндірілетін механикалық қасиеттердің айтарлықтай өзгеруін тапты. Сәулеленбеген және Сәулеленген материал үшін алынған қисықтар экспоненциалды модель шеңберінде қанағаттанарлық сипатталған. Зерттелетін материал ретінде қалыңдығы 50 мкм пленкалы полиэтилен де таңдалды. Пленка парақтары 5 × 70 мм2 жолақтарға кесілді. Алынған пленка үлгілері қоршаған орта жағдайында әртүрлі дозаларда электрондар мен иондармен сәулеленді. Материалдардың бір бөлігі сәулеленуге ұшырамады және бақылау үлгілері ретінде пайдаланылды. Сәулелену энергиясы 2 МэВ болатын ЭЛУ-6 сызықтық үдеткішінде жүргізілді. Электрондарды релятивистік жылдамдыққа дейін үдетуге арналған үдеткіш жүйесіндегі Вакуум 1,33*10-6 мм-ге тең болды. сынап бағанасы.дозаның қуаты 60 ± 0,06 Гр/С құрады. Полимердің беріктік шегі 8,6 МПа құрайды және статикалық кернеу ретінде оның беріктік шегінің жартысына тең мән алынады.Салыстырмалы ұзартудың (Elongation) температураға (Temperature) тәуелділігін зерттеу мақсатында біз әртүрлі жүктемелер кезінде қозғалыс пен күш датчиктерін және олардың уақыт өте келе өзгеруін пайдалана отырып, параметрлерді өлшеу мүмкіндігін қамтамасыз ететін қондырғы әзірледік және жасадық. Орнату Science Cube компаниясының қозғалыс және күш сенсорлары бар интерфейсті пайдаланады.

Сәулеленуден кейін полиэтиленнің деформациялық қасиеттері айтарлықтай өзгереді. Мысалы, сәулеленбеген материалдың деформациясына қатысты 100 кГр дозамен Сәулеленген ПЭ-нің салыстырмалы ұзаруы 12,5% — ға азайды. Мұның себебі-наноөлшемдерде болатын деструкциялар және полимер құрылымындағы тізбектердің деградациясы.  0, 10, 30, 50, 70 және 100 кг дозаларға арналған қисықтар бір-біріне өте жақын орналасқан. Деректер кестеде келтірілген. Тәжірибелерден көрініп тұрғандай, 10 – 70 кГр дозалары бар қисықтар 0 және 100 кГр сәулелену дозалары бар қисықтар арасында жатыр. Салыстырмалы ұзартудың әртүрлі температурадағы полиэтиленнің сәулелену дозасына және 4,3 МПа статикалық кернеуге тәуелділігі сәулелену дозасының жоғарылауымен материалдың құрылымындағы деструкцияға байланысты әртүрлі температурадағы PE деформациясы төмендейтінін көрсетеді. Ұқсас нәтижелер басқа материалдарда да орын алады.

4. Қайтарылатын (в) деформацияның жаңа эксперименттік деректерін алу, жинақтау және зерттеу және оның қолданылатын кернеуден (т) және температурадан (т) оның жылдамдығы, эксперименттік деректер формулаларымен сипаттау.

Қайтарылатын (в) деформацияның бірқатар жаңа эксперименттік деректері алынды, жинақталды және зерттелді және оның қолданылатын кернеуден (Вт) және температурадан (т) жылдамдығы, алынған эксперименттік мәліметтер формулаларымен сипатталды.

Политетрафторэтилен мен полиэтиленнің кері деформация жылдамдығына әртүрлі факторлардың әсері зерттелді. Политетрафторэтилен мен полиэтиленнің жұқа қабықшаларындағы кері деформация жылдамдығының (ε ‘ r) уақытқа (t), электронды және иондық сәулелену дозасына (D) және механикалық кернеуге (σ) тәуелділігі эксперименталды түрде зерттелді. T, D және σ-ге байланысты ε ‘ r-де айтарлықтай өзгерістер табылды. Материалды сәулелендіру кезінде кері деформация жылдамдығының төмендеуі макромолекулалар мен құрылымның өзгеруі арасындағы үйкеліс қасиеттерімен байланысты, бұл полимерлердің әлсіз түзетілуіне және олардың нашар сырғуына әкеледі. Сәулеленбеген және Сәулеленген материал үшін алынған қисықтар экспоненциалды және сызықтық модельдермен қанағаттанарлық түрде сипатталады. Ε ‘r-ден D-ге тәуелділіктер үшін бұл төмендейтін функциялар, ал ε’ r-ден деформация жылдамдығы үшін σ-жоғарылайтын функциялар.

Серпімділік модулі тізбектің ұзындығына байланысты, ал 100-ден қысқа тізбектер максималды беріктікке әкеледі. Бұл жағдайда полимердің үйкеліс коэффициенті қысу және бұралу бағытына байланысты. Политетрафторэтиленнің, полиэтиленнің және олардың негізіндегі Композиттердің адам өмірінің әртүрлі салаларында қасиеттерін зерттеуге және әр түрлі қолдануға байланысты көптеген қызықты жұмыстар бар. Мысалы, бор-политетрафторэтиленнің ұнтақталған қоспаларының тұтануының, жоғары температурадағы композициялық жабындардың асфальтқа қарсы қасиеттерінің, Композиттердің трибологиялық қасиеттерінің, PE және PTFE үйкеліс және тозуға төзімді сипаттамаларының, ультрадыбыстық қозғалтқыштарға арналған Композиттердің, ерітінділерді араластыру арқылы алынған PTFE механикалық сипаттамалары мен тозуға төзімділігінің жақсаруы байқалады. Электрондар мен иондардың сәулеленуі деформацияның, деформация жылдамдығының және т. б. айтарлықтай өзгерістерге әкелетіні анықталды.

Бұл зерттеулердің жаңалығы-кері деформацияның түбегейлі жаңа нәтижелерін, кері деформация жылдамдығын және Сәулеленген жүйелердегі қалыптан тыс әсерлерді алу.

Зерттеу тобының құрамы:

1. Купчишин Анатолий Иванович-бас ғылыми қызметкер, ф.ғ.д., профессор, жоба жетекшісі;
2. Погребняк Александр Дмитриевич-бас ғылыми қызметкер, ф.ғ.д., профессор, Орындаушы;
3. Абдухаирова Алчачак Танышевна-бас ғылыми қызметкер, п. ғ. к., Орындаушы;
4. Тілебаев Қайрат Бейшенұлы-бас ғылыми қызметкер, ф.ғ.д., профессор, Орындаушы;
5. Ходарина Наталья Николаевна-ғылыми қызметкер, Орындаушы;
6. Трон Борис Алексеевич — ғылыми қызметкер, Орындаушы;
7. Ниязов Марат Нұрпулатұлы-ғылыми қызметкер, магистр, Орындаушы;
8. Анастасия Михайловна-кіші ғылыми қызметкер, Орындаушы;
9. Джумадиллаев Қалдархан Нұрмаханұлы-ғылыми қызметкер, Орындаушы;
10. Ламбекова торғын Ерсайынқызы-есепші, Орындаушы;
11. Джумадиллаева Айдана Қалдарханқызы-кіші ғылыми қызметкер, Орындаушы;

12. Бекмұрат Динара Құрманханқызы-кіші ғылыми қызметкер, Орын[:]