Dissertations / Theses on the topic 'Властивості поверхні'

Дисертаційна робота присвячена дослідженню полікристалічних плівок SnxSy як матеріалу для створення приладових структур, а саме тонкоплівкових гетероперехідних сонячних елементів (СЕ); вивченню впливу фізико-технологічних умов нанесення плівок SnS та SnS2, одержаних у квазізамкненому об’ємі, та впливу термічного і лазерного оброблення шарів SnS2 на їх структурні, субструктурні, оптичні, електрофізичні властивості та елементний склад для використання в приладових структурах; визначенню оптимальних режимів одержання однофазних плівок SnS і SnS2 та створенню СЕ з конструкціями "Substrate" та "Superstrate" на їх основі; моделюванню фізичних процесів у СЕ на основі плівок сульфіду олова та з’ясуванню параметрів, що обмежують ефективність виготовлених фотоперетворювачів (ФЕП). Установлені взаємозв’язки між фізико-технологічними умовами одержання плівок SnS та SnS2, післяростовими відпалюваннями (термічним і лазерним) та структурними, субструктурними, оптичними, електрофізичними властивостями, елементним складом можуть бути використані для підвищення ККД існуючих СЕ і створення нових підходів до виготовлення ефективних та економічних плівкових ФЕП.
Диссертационная работа посвящена исследованию поликристаллических пленок SnxSy как материала для создания приборных структур, а именно тонкопленочных гетеропереходных солнечных элементов (СЭ); изучению влияния физико-технологических условий нанесения пленок SnS и SnS2, полученных в квазизамкнутом объеме и влиянию термической и лазерной обработки слоев SnS2 на их структурные, субструктурные, оптические, электрофизические свойства и элементный состав для использования в приборных структурах; определению оптимальных режимов получения однофазных пленок SnS, SnS2 и созданию СЭ с конструкциями "Substrate" и "Superstrate" на их основе; моделированию физических процессов в СЭ на основе пленок сульфида олова и выявлению параметров, ограничивающих эффективность полученных фотопреобразователей (ФЭП). Установленные взаимосвязи между физико-технологическими условиями получения пленок SnS и SnS2, послеростовым отжигом (термическим и лазерным) и структурными, субструктурными, оптическими, электрофизическими свойствами, элементным составом могут быть использованы для повышения КПД существующих СЕ и создания новых подходов для изготовления эффективных и экономичных пленочных ФЭП.
The dissertation is devoted to the following aspects: (i) investigation of the influence of growth conditions of SnS and SnS2 films obtained by the close spaced sublimation (CSS) method and exploring the effect of thermal and laser post-growth treatment of SnS2 layers on structural, substructural, optical, electrical properties and chemical composition for thin film solar cell application; (ii) determination of the optimal conditions for production a single-phase SnS and SnS2 films and formation of solar cells based on "Substrate" and "Superstrate" device architecture; (iii) numerical simulation of the physical processes in solar cells based on tin monosulfide films and evaluation of the parameters that limit efficiency of the produced devices. In the first stage, we have studied in detail the influence of grown conditions on structural and electrical properties, phase composition and surface morphology of polycrystalline SnS2 and SnS thin films. It was found that obtained samples are single-phase and have good crystal quality. This result open new possibility for application of close spaced sublimation method for deposition of high quality and low cost SnS2 and SnS thin films. Also, the parameters of localised states (LS) in the band-gap of SnS2 thin films were determined from analysis of current-voltage characteristic and temperature-dependent conductivity measurements. For this purpose, for the first time, the method of injection spectroscopy for the analysis of trap centers in SnS2 thin films was used. Lastly, based on optimal growth conditions of SnS films, the heterojunction solar cells were fabricated and tested. The next stage of this work is post-growth treatment of initial SnS2 samples. In case of thermal annealing, we demonstrate a simple approach to fabricate pure-phase SnS thin films. In particular, the thermally-induced SnS2-SnS phase transition was observed. The modification of the chemical composition and hence phase transition was confirmed by the EDS, XRD and Raman spectroscopy methods. It was clearly shown that amount of SnS2 and Sn2S3 phases decreased with the increasing of annealing time and temperature. The measurements of optical reflectance and transmission spectra reveal substantial decreasing in band gap energy of material which indicates the transition from wide band gap SnS2 to narrower band gap SnS. Finally, the heterojunction solar cell based on a SnS thin film, obtained from the initial SnS2 layer, was fabricated and tested. These results can be used for improvement of SnxSy-based optoelectronic devices using thermal annealing. In case of laser annealing, we report the modification of surface, chemical and phase composition of SnxSy thin film. In particular, for the first time, the laser-induced transition from SnS2 to SnS phase was observed. It was established that the phase transition is due to evaporation of sulfur from the surface under intensive laser irradiation. The electrical measurements of the irradiated samples show diode behavior of the current-voltage dependencies. This was considered as the evidence of formation of the two-layer n-SnS2/p-SnS heterojunction structure by the laser irradiation of initial single-phase SnS2 thin film. Thus, these results open up a new possibility for producing n-SnS2/p-SnS heterojunction structures and improvement of SnxSy-based optoelectronic devices using laser radiation. Finally, in order to predict the main limiting factors affecting performance of SnS based photovoltaic devices, we performed device simulations in SCAPS 1-D software. Our modelling showed that reducing defects in SnS layer and at buffer/absorber interface are the primary issues for overcoming the record efficiency of 4.4 %.

У дисертаційній роботі отримано нові науково обґрунтовані результати вирішення актуальної для технології машинобудування науково-прикладної проблеми забезпечення параметрів якості робочих поверхонь деталей машин у вигляді тіл обертання з урахуванням комплексного підходу та умов експлуатації шляхом оптимізації структури технологічних процесів за параметрами якості та забезпеченні прогресивних режимів обробки. При цьому параметри якості поверхонь, які забезпечують їх експлуатаційні властивості, запропоновано забезпечувати недорогою операцією ППД із формуванням регулярних мікрорельєфів, що дозволить усунути зі структури ТП вартісні фінішні технологічні операції. Запропоновано метод визначення впливу технологічної спадковості на точність форми поперечних перерізів циліндричних поверхонь отриманих на операціях технологічного процесу, а також метод імовірнісного оцінювання впливу подачі на мікрогеометрію поверхні, сформованої точінням. Встановлено основні закономірності впливу форм та розмірів циліндричних поверхонь на параметр шорсткості. Розроблено нову математичну модель динамічного процесу формування регулярного мікрорельєфу шляхом віброобкочування на внутрішній циліндричній поверхні з урахуванням силових характеристик процесу та кінематику руху деформуючого інструменту. Використовуючи блочний підхід, отримано множину варіантів нових математичних моделей та розроблено класифікацію частково регулярних мікрорельєфів, сформованих на торцевих поверхнях деталей класу «тіла обертання», які враховують їх геометричні характеристики. Розроблено спосіб формування частково регулярного мікрорельєфу на торцевих поверхнях деталей класу «тіла обертання», який забезпечує його однакову відносну площу на різній відстані від центра обертання та запропоновано аналітичні залежності визначення амплітуди канавок V-подібної форми для мікрорельєфів І і ІІ виду. Запропоновано конструкції інструментів для обробки різанням внутрішніх циліндричних поверхонь та формування регулярних мікрорельєфів. Розроблено програмне забезпечення для побудови математичної моделі профілю шорсткості поверхні на основі параметрів профілограми. Матеріали досліджень, методики розрахунків передані для використання машинобудівними підприємствами. A very important mechanical engineering scientific-applied problem of complex assurance of the quality parameters of bodies-of- rotation-type machine parts working surfaces has been solved in the thesis under discussion on the basis of the obtained new scientifically substantiated results taking into account the operating conditions due to the technological processes structure optimization by the quality parameters and the machining progressive modes assurance by means of statistical methods of assessment. Therefore, the physical-mechanical parameters of quality providing the surface performance characteristics have been proposed to achieve by means of SPD (surface plastic deformation) operations with regular microreliefs formation. The analysis of technological methods and facilities providing the high-quality parameters of the surfaces of machine parts of “bodies of rotation” type has been made on the basis of literature sources review. The results of the research have been analysed aimed at formation of high-quality parameters of the machine parts surfaces. Some methods of regular microrelief formation on the surfaces of bodies of rotation of machine parts have been taken into consideration. The procedure of conducting the study of high-quality parameters formation of bodies-of-rotation-type machine parts cylindrical surfaces has been described. For this purpose the technological heredity and the shape accuracy of cylindrical surfaces cross sections of the object of investigation has been taken into consideration. The analysis and optimization of the technological process of internal cylindrical surface formation of a hydraulic cylinder barrel have been made based on the analysis of topography and microrelief formed in different technological operations. The probabilistic-statistical method of feeding impact assessment on the surface roughness formed by turning and the probabilistic-statistical method of flexure impact assessment on the surface roughness formed by turning have been developed. Moreover, the technique of analytical description of the surface contour has been developed which made possible to describe the surface roughness in the form of a mathematical model. The investigation has been carried out and some mathematical model of dynamic process of regular microrelief formation on the machine part internal cylindric surface has been developed. The peculiarity of the study under discussion is that the formation process is taking place under concentrated (point) force conditions whose point of application varies in radial and axial directions relative to the workpiece. The action under study has been proposed to be simulated by means of linear and time variables of Dirac delta functions using both the method of the above mentioned features regularization and the conventional methods of integrating the appropriate nonlinear mathematical models of longitudinal and lateral vibrations of the part as well. The partially regular microreliefs (PRM) formed on the end surfaces of the bodies of rotation have been classified in the form of a multistage system: class – classification criteria – subcriterion – characteristics of these subcriteria structured on the basis of kinematics of the technological process of the partially regular microreliefs (PRM) formation. The following classification criteria have been proposed to be accepted: ways of PRM formation; form of CRM (continuous regular microroughness) center line; relative position of adjacent grooves; relative position of CRM center lines; forms of grooves. Some partially regular microreliefs formed on the end surfaces of bodies of rotation have been simulated by means of block principle where each characteristic feature of the microrelief groove is described by the system of separate mathematical dependencies. The analytical dependencies to find the area of grooves of triangular shape of the partially regular microrelief formed on the end surfaces of bodies of rotation have been obtained. The optimal parameters of the grooves of partially regular microrelief of I and II type formed on the end surfaces of bodies of rotation have been determined. The dependencies and the range of their existence to find the grooves overlapped area of the PRM of III type have been derived. The results of experimental studies of partially regular microrelief formation on the end surfaces of bodies of rotation have been given. In this connection the equipment used, special tools and software to calculate the target points coordinates of the microrelief have been described, the shape and size of the test sample have been substantiated. The process of the test sample surface preparation for the full factorial experiment carrying out, namely the sample division into sectors and areas, has been described. The program and the technique of the experimental research have been developed. The impact of deformation effort, feeding speed and the groove axial pitch on the average value of the groove width of the formed partially regular microrelief formed on the end surface of the body of rotation has been determined on the basis of the results of the full factorial experiment. Some regression dependencies, response surfaces and their two-dimensional cross sections have been obtained which describe the influence of these parameters on the groove width whithin the boundaries of variable factors levels of variation determined by the conducted experiment. The design and calculation procedure of main design parameters of a twin-cutter adaptive boring head have been developed. The design of the tool for regular microrelief formation on internal cylindric surfaces of some long cylindric workpieces by vibration burnishing and the calculation procedure of main design parameters of the tool have been developed.

Робота присвячена дослідженню залежності впливу різних технологічних режимів нанесення на мікроструктуру, мікротвердість і механічні властивості. За результатами проведених досліджень встановлено вплив на структуру, мікроструктуру та мікротвердість дослідних зразків; зміни структурно-фазового стану; вивчено механічні властивості. Розроблена технологія нанесення зносостійкого покриття на основі модифікованого нітриду титану: визначені технологічні параметри процесу, запропоновані компоновані схеми установки для нанесення покриття, дані рекомендації по вибору матеріалів і хімічному складу зносостійкого покриття. Визначено найбільш вигідний технологічний режим нанесення покриття для досягнення максимальної мікротвердості. Найбільш оптимальним є режим напилення при тиску газу Р = 0,04 Па і струму дуги І = 120 А. Дослідним шляхом виявлено зменшення інтенсивності зношення. Дослідження на зносостійкість показали зменшення глибини лунки зносу в 2 рази.

Дисертацію присвячено розвитку наукових засад хімічної технології виробництва пористих керамічних фільтрувальних матеріалів за умов розширення сировинної бази, підвищення експлуатаційної надійності та конкурентоспроможності. Досліджено склад, структуру і властивості поверхні різновидів вихідних матеріалів штучного та природного походження як сировини для виготовлення пористих фільтрувальних композитів поліфункціонального призначення. Сформульовані вимоги і розроблено нові раціональні склади фільтрувальних матеріалів на основі композицій сировини різного генезису при диференціації кількісного співвідношення компонентів, їх гранулометрії, звʼязуючих, умов формування та ступеню термічної обробки. Розроблено технологічні принципи застосування вихідних матеріалів різного генезису – керамічного шамоту та магматичних порід для виготовлення фільтрувальних композитів і внесено відповідні зміни в технічні умови на їх виробництво. Дослідно-промисловими випробуваннями на об’єктах промисловості та сільського господарства підтверджена ефективність виконаних науково-технічних розробок.
The thesis is devoted to the development of scientific bases of chemical technology of production of porous ceramic filter materials under conditions of expansion of raw material base, increase of operational reliability and competitiveness. Comprehensive solution of issues of industrial development, life support and environmental protection has necessitated the implementation of filtration and purification of air, gases and liquids using porous materials. At the same time, attention is paid to expanding the range of such materials, increasing the performance and operational reliability. Elements of porous ceramics, which were produced in Ukraine at the Slavyansky ceramic plant, became practically widespread in filtration and purification systems. However, the constant expansion of applications and technical requirements for porous ceramics requires further modernization of their technology based on the deepening of scientific ideas about the criteria for selecting raw materials, their physical and chemical properties and features of the structure of products. Known developments in the technology of porous ceramics are mainly based on the use of highly concentrated dispersed systems based on resource-intensive ceramic fireclay, made by high-temperature firing of refractory clays. The analysis of the filler as a factor influencing the formation of the structure and properties of the products is reduced to the variation of its particle size distribution. In most known developments, the structural characteristics of filter ceramics are limited by indicators of total or open porosity. The cleaning efficiency is associated with a decrease in pore diameter while reducing productivity. Further development of competitive national production, increasing the range and directions of use of porous ceramics are inextricably linked with the expansion of raw materials, development of new mass compositions, improvement of technological processes and equipment, absorption of scientific ideas about the connection composition - structure - properties in highly concentrated dispersed silicate systems. The aim of this work is to develop scientific and technical principles of national production of competitive porous ceramics waiting for cleaning, irrigation and aeration systems by expanding the raw material base, establishing patterns of formation of the pore structure of filter ceramics based on fillers of different genesis. A set of physicochemical and instrumental methods of analysis and standardized testing were used for research. Lyophilicity and wettability by polar and nonpolar liquid were evaluated by the improved technique of B.V. Deryagin. The structure and phase composition were determined using X-ray phase, electron microscopic and infrared methods of physicochemical analysis. Processing of experimental results was carried out using the methods of mathematical statistics. The composition, structure and surface properties of varieties of raw materials of artificial (ceramic fireclay) and natural (magmatic rocks) origin as the main raw material – fillers and man-made cutting additives for the manufacture of porous filter composites for multifunctional purposes have been studied. New rational compositions of porous ceramics based on raw materials of different genesis with differentiation of varieties and quantitative ratio of components, porous man-made additives and the degree of heat treatment have been created. Technological principles of application of initial materials of different genesis for production of elements of ceramics as filter composites taking into account an energy condition and lyophilicity of a surface of pore structure are developed. The design has been improved and the industrial production of porous ceramic elements for technical systems of aeration and water purification and soil irrigation has been made.

Дисертаційна робота присвячена визначенню умов синтезу плівок CZTS методом спрей-піролізу з оптимізованими властивостями, придатних для приладового використання; розробці технологічного підходу для легування плівок атомами Ge та дослідженню механізмів заміщення атомів Sn на Ge під час осадження шарів CZTGeS; комплексному дослідженню плівок CZTS і CZTGeS у залежності від різних фізико- та хіміко-технологічних умов осадження та післяростового лазерного відпалу з метою оптимізації їх характеристик для використання у СЕ третього покоління; дослідженню впливу концентрації сірки у прекурсорі на структурні характеристики плівок CZTS та її подальшому впливу на робочі параметри СЕ; визначенню впливу оптичних втрат, концентрації атомів Ge і Sn у поглинальному шарі CZTGeS, матеріалу різних буферних шарів (CdS, ZnS, ZnMgO, SnS2) та зміни енергії роботи виходу електрону тильного контактного шару на основні фотоелектричні характеристики СЕ; визначенню параметрів необхідних для оптимізації конструкції таких СЕ з покращеними робочими характеристиками. Розроблена методика та установлені зв’язки між фізико-хімічними умовами синтезу плівок CZT(Ge)S, їх післяростовими лазерними відпалами та структурними, субструктурними, оптоелектричними характеристиками і елементним складом можуть бути використані для створення СЕ з високою ефективністю фотоперетворення та низькою собівартістю.
Диссертация посвящена определению условий синтеза пленок CZTS методом спрей-пиролиза с оптимизированными свойствами, пригодных для приборного использования; разработке технологического подхода для легирования пленок атомами Ge и исследованию механизмов замещения атомов Sn на Ge при осаждения слоев CZTGeS; комплексному исследованию пленок CZTS и CZTGeS в зависимости от различных физико-и химико-технологических условий осаждения и послеростового лазерного отжига с целью оптимизации их характеристик для использования в солнечных элементах (СЭ) третьего поколения; исследованию влияния концентрации серы в прекурсорах на структурные характеристики пленок CZTS и ее дальнейшем влиянии на рабочие параметры СЭ; определению влияния оптических потерь, концентрации атомов Ge и Sn в поглощающем слое CZTGeS, материала различных буферных слоев (CdS, ZnS, ZnMgO, SnS2) и изменение энергии работы выхода электрона тыльного контактного слоя на основные фотоэлектрические характеристики СЭ; определению параметров необходимых для оптимизации конструкции таких СЭ с улучшенными рабочими характеристиками. Разработанная методика и установленные связи между физико-химическими условиями синтеза пленок CZT(Ge)S, их послеростовых лазерных отжигов и структурными, субструктурными, опто-электрическими характеристиками и элементным составом могут быть использованы для создания СЭ с высокой эффективностью фотопревращения и низкой себестоимостью.
The dissertation is devoted to the determination of the conditions for the synthesis of CZTS films by the spray pyrolysis method with optimized properties, suitable for instrument using; the development of a technological approach for alloying films with Ge atoms and the study of the mechanisms of the replacement of Sn atoms by Ge during the deposition of CZTGeS layers; the comprehensive analysis of CZTS and CZTGeS films depending on various physical and chemical technological conditions of deposition and post-growth laser annealing in order to optimize their properties for use in third generation solar cells (SC); the study of the effect of sulfur concentration in precursors on the structural characteristics of CZTS films and its further influence on SCs operational parameters; the determination of the impact of optical losses, the concentration of Ge and Sn atoms in the CZTGeS absorber layer, the material of various buffer layers (CdS, ZnS, ZnMgO, SnS2) and the change in the energy of work function of back contact layer on the basic photoelectric characteristics of SC; the determination of the parameters needed to optimize the design of such solar cells with improved working characteristics. The developed technique and the established relationships between the physicochemical conditions of the synthesis of CZT(Ge)S films, their post-growth laser annealing, and structural, substructural, optoelectrical characteristics, together with elemental composition can be used to produce SCs with high photoconversion efficiency and low cost-price.

Дитячий адаптивний одяг покликаний вирішувати ряд фізіологічних, психологічних і соціальних задач, тому його проєктування вимагає особливої компетенції конструктора-модельєра. Зокрема, для дизайну адаптивного дитячого одягу необхідно враховувати особливості руху, диспропорційність фігури, моторику, зручність одягання тощо. Також необхідно використовувати текстильні матеріали та фурнітуру з певними поверхневими властивостями, адже якість поверхні одягу відіграє особливу роль для дітей з різними порушеннями психофізичного розвитку. Для серійного виробництва дитячого адаптивного одягу необхідно враховувати особливості виростання дітей, так як зміна антропологічних розмірів не відповідає системі розмірних ознак за віковими групами. Зважаючи на світову тенденцію підвищення попиту на дитячу інклюзивну моду, постає необхідність проаналізувати особливості дизайну адаптивного одягу з метою розробки рекомендацій і подальшого їх впровадження у масове виробництво.
Children's adaptive clothing solves a number of physiological, psychological and social problems, so its design is a difficult engineering task. In particular, for the design of adaptive children's clothing it is necessary to take into account the peculiarities of movement, disproportion of the figure, motility, comfort of dressing etc. It is also necessary to use textile materials and accessories with certain surface properties, because the quality of the surface of clothing plays an important role for children with various psychophysical disorders. For serial production of children's adaptive clothing it is necessary to take into account the peculiarities of children's growth, as the change in anthropological size does not correspond to the system of dimensional features by age groups. Given the global trend of increasing demand for children's inclusive fashion, there is a need to analyze the design of adaptive clothing in order to develop recommendations and their further implementation in mass production.

Осипенко О. О. Відновлення експлуатаційних властивостей внутрішніх поверхонь приміщень : кваліфікаційна робота магістра спеціальності 192 "Будівництво та цивільна інженерія" / наук. керівник Г. В. Сіромолот. Запоріжжя : ЗНУ, 2020. 119 с.
UA : Досліджено влаштування покриттів внутрішніх поверхонь стін з керамічної плитки для підвищення ефективності виконання та виконаних робіт. Встановленно основні причини недовговічності та ненадійності таких покриттів, основні залежності технічних та експлуатаційних властивостей клеючих матеріалів для їх влаштування. Встановлено ефективність використовуваних матеріалів, способів виробництва робіт, які б дозволили підвищити довговічність, надійність і тривалість міжремонтного періоду експлуатації покриттів внутрішніх поверхонь стін з керамічної плитки з врахуванням сучасних вимог до них. При цьому вирішуються наступні завдання такі, як виявити проблемні сторони і проаналізувати використовувані конструкції, матеріали, способи влаштування і ремонту, узагальнені сучасні конструкції, матеріали і способи.
EN : The arrangement of the coatings of the inner surfaces of the walls of the ceramic tile was investigated in order to increase the efficiency of execution and the works performed. The main reasons for the durability and unreliability of such coatings, the main dependencies of the technical and operational properties of adhesive materials for their arrangement have been established. The efficiency of the materials used, the methods of production of works, which would allow to increase the durability, reliability and duration of the inter-repair period of exploitation of the coatings of the inner surfaces of the walls of ceramic tiles, taking into account modern requirements to them, were established. The following tasks are solved, such as to identify the problematic sides and to analyze the structures, materials, methods of arrangement and repair, generalized modern structures, materials and methods.
RU : Исследована устройства покрытий внутренних поверхностей стен из керамической плитки для повышения эффективности выполнения и выполненных работ. Установленно основные причины недолговечности и ненадежности таких покрытий, основные зависимости технических и эксплуатационных свойств клеящих материалов для их устройства. Установлена ​​эффективность используемых материалов, способов производства работ, позволяющих повысить долговечность, надежность и продолжительность межремонтного периода эксплуатации покрытий внутренних поверхностей стен из керамической плитки с учетом современных требований к ним. При этом решаются следующие задачи такие, как выявить проблемные стороны и проанализировать используемые конструкции, материалы, способы устройства и ремонта, обобщенные современные конструкции, материалы и способы.