Научная тема: «РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПУЧКОВО-ПЛАЗМЕННЫХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ»
Специальность: 01.04.07
Год: 2011
Отрасль науки: Технические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Установлено, что содержание фазы со связью sp3 в алмазоподобных пленках, полученных импульсным дуговым распылением твердого графита, составляет 70%; алмазоподобные пленки, осажденные при низкой температуре подложки (температура 70 °C), имеют значительно более высокие значения твердости, чем твердость пленок, полученных химическим осаждением из паровой фазы при более высоких температурах подложки (300 °C).
  2. Покрытия CNX, получаемые плазмохимическим способом при дуговом испарении графита с концентрацией азота в соединении 0 ≤ X ≤ 0,5, содержат смесь двух типов аморфных частиц: алмазоподобных и частиц CN0.5  со связями sp2.
  3. При ионной имплантации азота в сталь SKD11 твердость возрастает в большей степени, чем при имплантации аргона с  уменьшением коэффициента трения соответственно в 3раза и в 2 раза.
  4. На подложке SKD11 с предварительно нанесенной пленкой нитрида бора при ионной имплантации формируется фаза кубического нитрида бора с размером частиц около 30 нм, соотношение фаз кубического и гексагонального нитрида бора при этом - 83:17.
  5. При обработке сплава SKD11 плазмой формируемой в азоте глубина диффузии азота достигает 100 мкм с образованием соединения  Fe4N, что приводит к увеличению твердости с 870 кГ/мм2 до 1750 кГ/мм2.
  6. Ионная имплантация аргона в сверхтвердые сплавы на основе карбида вольфрама более эффективна, чем имплантация азота с образованием нитридов, коэффициент трения в случае применения аргона уменьшается на 30% при слабом изменении твердости в обоих случаях.
  7. На основе применения импульсных электронных пучков в комбинации с  осаждением алмазоподобных углеродных покрытий,  разработаны технологические процессы повышения эксплуатационных свойств пресс-форм и фасонных штампов  из сверхтвердых сплавов за счет снижения шероховатости
  8. Разработан и апробирован технологический процесс повышения эксплуатационных свойств экструзионных матриц из сверхтвердых сплавов с применением импульсного электронного пучка в комбинации с осаждением меди и дополнительной полировкой поверхности сверхтвердого сплава в вакуумном разряде за счет формирования взрывоэмиссионной плазмы при отрицательном потенциале обрабатываемой детали.
  9. Впервые использована обработка импульсным электронным пучком, и определены режимы облучения, улучшающие их коррозионные свойства, биосовместимость, шероховатость поверхности изделий металлических материалов, применяемых в медицине: стентов, никелид-титановых нитей, протезов бедра и коленного сустава, зубных протезов из драгоценных металлов, фиксаторов сломанных костей из титановых сплавов.
  10. Разработан и апробирован в промышленности метод повышения свойств бритвенных лезвий, а также заточки до радиуса закругления лезвия менее 300 Å за счет плазменного азотирования.
  11. Доказано, что частицы нанолуковиц и наноалмазов диаметром более 90 нм могут быть синтезированы из графита с помощью импульсного электронного пучка с энергией 30 кэВ и плотностью тока более 17 кА/см2 при использовании плазмы меди в качестве катализатора. Синтезированные нанолуковицы стабильны в окружающей среде не менее двух лет.
  12. Определено, что механизм формирования нанолуковиц основан на разрушении связей углерода, смещении атомов углерода и нагреве электронным пучком. Температура нагрева мишени при воздействии импульсного электронного пучка должна соответствовать температуре испарения графита.
Список опубликованных работ
1.Akira Okada, Yoshiyuki Uno, Kohsuke Sato, Ken Hachinota, Kensuke Uemura, Purwadi Raharjo. A New Surface Finishing Process for Bio-Titanium Alloy Products by Wide-Area Electron Beam Irradiation // J. of the Japan Society of Electrical Machining Engineers. – 2004. - Vol. 38, No.89. - P. 27-34.

2.Akira Okada, Yoshiyuki Uno, Noriyasu Yabushita, Kensuke Uemura and Purwadi Raharjo. High efficient surface finishing of bio-titanium alloy by large-area electron beam irradiation // J. of Materials Processing Technology. – 2004. – Vol. 149. - P. 506-511.

3.Akira Okada, Yoshiyuki Uno, Noriyasu Yabushita, Kensuke Uemura, Purwadi Raharjo. Study of High efficiency finishing process on machined mold surface by large-area electron beam irradiation (1st Report) – Possibility of Smoothing of EDMed Surface and Analysis of Fundamental Machining Characteristics // J. of The Japan Society for Precision Engineering. – 2003. – Vol. 69. – P. 10.

4.Akira Okada, Yoshiyuki Uno, Noriyasu Yabushita, Kensuke Uemura, Purwadi Raharjo. Smoothing of EDMed surface of precise metal mold by large-area electron beam irradiation // Die and Mold Technology. – 2003. – Vol. 18, No. 8. - P. 104-105.

5.Akira Okada, Yoshiyuki Uno, Kensuke Uemura, Purwadi Raharjo and Toshihiko Furukawa. Surface Modification of EDMed Surface by Wide-area Electron Beam Irradiation // Proc. of the 18th American Society for Precision Engineering Annual Meeting. – 2003. - P. 172 - 175.

6.Okada, Y. Uno, N. Yabushita, K. Uemura, and P. Raharjo. Study on Surface Finishing of Metal Mold by Large-area Electron Beam Irradiation // Proc. of the International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century, Niigata. – 2003. - P. 55-59.

7.Akira Okada, Yoshiyuki Uno, Yabushita, Kensuke Uemura, Purwadi Raharjo. Study on Surface Finishing of Dies by Using Large Area Electron Beam // Proc. of the National Meeting of Japan Society of Electrical-Machining Engineers, Saitama. – 2002. - P. 57-60.

8.P. Raharjo, K. Uemura, A.I. Borokov. Durable SiC Honeycomb for Diesel Fuel Emission with Electron Beam Irradiation // Proc. of 8th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows, Tomsk, Russia. – 2006. - P. 408-411.

9.P. Raharjo, K. Uemura, A. Okada, Y. Uno. Application of Large Area Electron Beam Irradiation for Surface Modification of Metal Dies // Proc. of 7th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows, Tomsk, Russia. – 2004. - P. 263-266.

10.P. Raharjo, K. Uemura, A. Okada, Y. Uno. Application of Large Area Electron Beam Irradiation for Surface Modification of Implant Materials // Proc. of 7th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows, Tomsk, Russia. – 2004. - P. 267 - 270.

11.P. Raharjo, H. Wada, Y. Nomura, G. E. Ozur, D. I. Proskurovsky, V. P. Rotshtein, K. Uemura. Pulsed Electron Beam Technology for Surface Modification of Dental Materials // Proc. of 6th International Conference on Modification of Materials with Praticle Beams and Plasma Flows, Tomsk, Russia. – 2002. - P. 679-682.

12.V. Kuhkta, P. Raharjo, K. Uemura. Electron Beam Transport and its Symmetric Energy Distribution // Proc. of 8th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows, Tomsk, Russia. – 2006 - P. 15-18.

13.Yoshiyuki Uno, Akira Okada, Noriyasu Yabushita, Kensuke Uemura, Purwadi Raharjo. Mold Surface Finishing and Modification by Large-Area Pulsed Electron Beam // Meeting of the Japan Society of Electrical-Machining Engineers, Tokyo. – 2003. - P. 12-17.

14.Rubshtein A., Trakhtenberg I., Volkova E., Vladimirov A., Gontar A., Uemura K. The interrelation between structure and mechanical properties of CNX (0x0,5) coatings obtained by graphite arc sputtering // Diamond & Related Materials. – 2005. – No. 14. - P.1820-1823.

15.Trakhtenberg I., Bakunin O., Korneyev I., Plotnikov S., Rubshtein A., Uemura K. Substrate surface temperature as a decisive parameter for diamond-like carbon film adhesion to polyethylene substrates // Diamond and Related Materials. - 2000. – No. 9. - P.711-714.

16.Okada A., Uno Y., Uemura K., Raharjo P., McGeough J. Surface modification for orthopedic titanium alloy by wide-area electron beam // Proc. IMechE. – 2007. - Vol. 221, Part B. - J., Engineering Manufacture. - P. 98-101.

17.Канаев Г.Г., Кухта В.Р., Лопатин В.В., Нашилевский А.В., Ремнев Г.Е, Фурман Э.Г., Уемура К. Высоковольтный импульсный генератор для электроразрядных технологий // Становление и развитие научных исследований в высшей школе: Сборник трудов международной научной конференции, посвящённой 100-летию со дня рождения профессора А.А. Воробьёва. - 2009 - T. 2. – C. 259-264.

18.Uemura K., Kanaev G.G., Kukhta V.R., Lopatin V.V., Nashilevskii A.V., Remnev G.E., Furman E.G. A high-voltage pulse generator for electric-discharge technologies // Instruments and Experimental Techniques. – 2010. – Vol. 53, No. 1. – P. 95-99.

19.K. Uemura, Nashilevskiy A.V., Kanaev G.G., Kukhta V.V., Lopatin V.V., Remnev G.E. Removing concrete surface by electric discharge // 10th International Conference on Modification of materials with Particle Beams and Plasma Flows: Proceedings / Edited by Koval N., Ryabchikov A., Tomsk. - 2010. – P. 764-766.

20.Remnev A.G., Shalnov K.V., Kukhta V.R., Purwadi R., Ochi T., K. Uemura. Electron Beam and Ion-Plasma Treatment of Pain-Less Syringe Needle // 10th International Conference on Modification of materials with Particle Beams and Plasma Flows: Proceedings / Edited by Koval N., Ryabchikov A., Tomsk. - 2010. – P. 278-281.

21.Канаев Г.Г., Кухта В.Р., Лопатин В.В., Нашилевский В.А., Ремнев Г.Е., Фурман Э.Г., Уемура К. Высоковольтный импульсный генератор для электроразрядных технологий // Приборы и техника эксперимента.- 2010. - № 1. – С. 105-109

22.Yoshiyuki Uno, Kensuke Uemura, Shugo Tanaka. TiB2 implantation treatment for accurate tooling formed cutter (Japanese) // Machine and Tools. - Feb, 2005. - P. 78-82.

23.Kensuke Uemura, Purwadi Raharjo, Morioki Shibuya, «Equipment for Compact Disc Manufacturing», Japanese Patent, 001086 (2004).

24.Kensuke Uemura, Seigo Uehara, Purwadi Raharjo, Dmitry I. Proskurovsky, Vladimir P. Rotshtein, Gregorii Ozur, «Electron beam machine for denture dies, method of denture surface modification by the electron beam method, and dentures irradiated by the electron beam», Japanese patent, 111778 (2003).

25.Kensuke Uemura, Seigo Uehara, Purwadi Raharjo, Dmitry I. Proskurovsky, Vladimir P. Rotshtein, Gregorii Ozur, «Surface Modification Process on Metal Dentures, Products Produced Thereby, and the Incorporated System Thereof», US patent, 6,863,531 (2005).

26.Kensuke Uemura, Seigo Uehara, Purwadi Raharjo, Proskurovsky Dmitri, Evgen´evich Ozur Grigorii, Petrovich Rotshtein Vladimir, «Surface modification process on metal dentures, products produced thereby, and the incorporated system thereof», US patent 7,002,096 (2006).

27.Uno Yoshiyuki, Okada Akira, Uemura Kensuke, Purwadi Raharjo, «Method for surface treating a die by electron beam irradiation and a die treated thereby», US patent, 7,049,539 (2006).

28.Yoshiyuki Uno, Akira Okada, Kensuke Uemura, Purwadi Raharjo, «Electron Beam Surface Modification Process on Dies and Products Produced Thereby», Japanese Patent, 001086 (2004).

29.K. Uemura et al, Japan Patent Application 2008-189637 2008,07. 23.

30.Uno Y., Okada A., Uemura K., Raharjo P. «Method of surface treatment of a die by electron beam irradiation, and the treated die», US Pat. 2003/0183743 (2003).

31.Канаев Г.Г., Кухта В.Р., Лопатин В.В., Нашилевский А.В., Ремнев Г.Е., Уемура К. Высоковольтный импульсный генератор для электроразрядных технологий. 2009124831 (2010).