ivdon3@bk.ru
В статье приводится обзор работ в области получения и исследования характеристик наноструктурированных экологически безопасных полимерных композитов. Описана технология получения и приведены основные области применения наноцеллюлозы (NanoCell) .Разработаны новые экологичные гидрофобные полимерные композиты, состоящие из толстого слоя целлюлозного субстрата и тонкого слоя биоразлагаемого полимера.Описаны различные виды таких слоистых композитов и их применение в качестве упаковочных материалов. Разработанные биоразлагаемые нанокомпозитные покрытия способствуют увеличению прочности природных упаковочных материалов и служат эффективной защитой от влияния воды и жира. Утилизация новых полимерных материалов может быть двоякой: репульпацией и биоразложением. Широкое применение разработанных полимерных композитов будет способствовать охране окружающей среды. В статье также рассмотрен метод получения наноцеллюлозного защитного покрытия для применения в биомедицине и косметики.
Ключевые слова: наноцеллюлоза, биоразлагаемые материалы, нанокомпозитные полимерные покрытия, упаковочные материалы, охрана окружающей среды
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
В статье представлена методика расчета температурных и термоупругих полей в процессе роста кристаллов сапфира методом горизонтальной направленной кристаллизации. Реализация предложенной методики позволяет с помощью вычислительного эксперимента провести анализ изменений температурных и термоупругих полей в кристалле, зависящих от пространственных и геометрических характеристик нагревателей, и на основании анализа провести перераспределение дефектов в сапфире, тем самым повысив качество выращиваемых кристаллов.
Ключевые слова: сапфир, температурные поля, термоупругие напряжения, метод горизонтальной направленной кристаллизации, методика, вычислительный эксперимент
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В статье представлены результаты исследования влияния абразивной обработки на процесс образования дефектов в кристаллах сапфира. На основании полученных результатов выработаны рекомендации по определению свойств приповерхностных слоев сапфира и усовершенствованию качества кристалла. Исследования влияния абразивной обработки на процесс образования дефектов в кристаллах сапфира позволяют выбрать оптимальные режимы процесса получения изделий из монокристаллов сапфира.
Ключевые слова: сапфир, абразивная обработка, дефект, оптимальный режим, трещина, приповерхностный слой, шлифование, полирование
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В статье представлены сведения о пластических свойствах нагретых пористых порошковых материалов из железных порошков при испытаниях на изгиб. Установлена зависимость тангенциальной eτ, радиальной eρ и поперечной ez деформаций от исходной пористости образцов и гранулометрического состава. Получено экспериментальное подтверждение гипотезы плоских сечений и неизменного положения нейтральной поверхности при изгибе нагретых пористых образцов.
Ключевые слова: пластическое свойство, нагрев, пористый порошковый материал, изгиб, тангенциальная деформация, радиальная деформация и поперечная деформация
01.04.01 - Приборы и методы экспериментальной физики , 05.02.08 - Технология машиностроения
Приведено теоретическое определение температуры в контактной области при накатывании шариком и ультразвуковом упрочнении титановых сплавов ОТ-4, ВТ6 и ВТ9. Показано, что в результате деформации и работы сил трения происходит образование теплоты. При этом на общее температурное поле оказывают влияние геометрические параметры детали, подвергаемой обработке, время предшествующей обработки, общая тепловая мощность источников и характер теплообмена с окружающей средой. Предложено обобщенное решение максимальных контактных температур при накатывании шариком и ультразвуковом упрочнении методом движущихся источников.
Ключевые слова: ультразвук, упрочнение, накатывание шариком, контактная область, титановый сплав
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.02.08 - Технология машиностроения
Представлены данные экспериментального исследования электрической проводимости и термо-ЭДС мелкокристаллических порошков нестехиометрических многощелочных оксидных вольфрамовых бронз Mx'My''WO3. Электрическая проводимость вольфрамовых бронз изучена в термоциклах 295-745К в вакууме. Отмечено, что все образцы бронз после термообработки являются электронными полупроводниками n-типа. Электропроводность порошков бронз натрия, калия после термообработки возросла в десятки раз. В этих условиях максимальное значение электропроводности наблюдается у бронзы Na0.70WO3. Установлено взаимное влияние нестехиометрии субоксидов вольфрама и химического состава, электрофизических свойств многощелочных бронз вольфрама
Ключевые слова: электрическая проводимость, порошок, многощелочная вольфрамовая бронза, термо-ЭДС, нестехиометрия, субоксид вольфрама
Пьезокерамика на основе фаз системы (1-х)PbTiO3-xPbZrO3 является основой большинства высокоэффективных пьезокерамических материалов. Управлять характеристиками таких материалов можно в зависимости от метода и температуры их спекания, в результате изменения механизма формирования ее микроструктуры. А контроль механизма формирования микроструктуры получаемой керамики позволяет управлять её сегнетожесткостью, электрофизическими и механическими параметрами в том числе и добротностью. Актуальным представляется изучение влияния на свойства материалов системы ЦТС технологических приемов на этапах изготовления пьезокерамических образцов
Ключевые слова: пьезокерамика, ,пьезофаза, пьезоматериал, горячее прессование, керамическая технология
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.17.01 - Технология неорганических веществ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В настоящее время терморезисторы используются не только как элементы температурных датчиков, расходомеров, но и входят в состав пускорегулирующих комплексов. Применение маломощных терморезисторов в составе пусковых устройств, требует наличие промежуточной аппаратуры и различных компонентов, что значительно снижает надежность аппаратуры. Увеличение токов протекаемых, через пускорегулирующие устройства упрощает электрические схемы управления и регулирования. Для использования терморезисторов в цепях с большими токами необходимо использовать особые конструкции , с целью недопущения перегрева тела терморезистора. Увеличение размеров терморезистора приводит к изменение картины распределения тепловых полей внутри этого полупроводника. Внешняя форма и расположение компонентов внутри изделия должны учитывать данный фактор. Представлены расчетные соотношения, на основании критерия подобия позволяющие определить размеры и форму полупроводников в зависимости от величины температуры терморезистора
Ключевые слова: Терморезисторы большой мощности, терморезисторы коаксиального типа, плотность тока, удельные тепловыделения, критерии подобия, пусковой реостат, пусковой ток, синтез пусковых устройств
01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки , 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
В статье проведен анализ способов повышения и критериев оценки устойчивости сварочного дугового разряда. Наиболее перспективный способ повышения устойчивости дугового разряда, может быть осуществлен за счет импульсного, высокочастотного воздействия на сварочный контур. Приведены экспериментальные данные, полученные при исследовании комбинированной системы питания дугового разряда постоянного тока при параллельном подключении к основному сварочному источнику питания дополнительного генератора импульсов. Рассмотрено влияние импульсной составляющей от дополнительного генератора частотой 40 кГц, на устойчивость горения дугового разряда при ручной дуговой сварке покрытыми электродами. В качестве критериев оценки устойчивости горения дугового разряда были приняты такие как, разрывная длина дуги, при которой происходит её естественный обрыв и коэффициент устойчивости. Проведенные экспериментальные исследования и положительные результаты опытного опробования разработанной системы питания дугового разряда позволяют рекомендовать ее для применения при монтаже ответственных металлических конструкций.
Ключевые слова: Устойчивость, сварочный дуговой разряд, сварка покрытыми электродами, импульсное воздействие на сварочный контур, разрывная длина дуги, коэффициент устойчивости, электромагнитное поле, генератор импульсов
01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки , 05.02.08 - Технология машиностроения
Рассмотрены горячедеформированные порошковые материалы, полученные совместной механохимической активацией стружки Д16 с порошком ферротитана в среде насыщенного водного раствора борной кислоты с добавлением порошка алюминия. Технология включает: механохимическую активацию шихты; холодное прессование; нагрев в воздушной среде и горячую штамповку. Исследованы механические свойства и структура полученных горячедеформированных материалов. Усовершенствованная технология позволяет получать материал с повышенными значениями прочности и твердости.
Ключевые слова: "механохимическая активация, измельчение, стружка Д16, ферротитан, горячедеформированные порошковые материалы, агломерация "
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.02.22 - Организация производства (по отраслям)
Задача дифракции Н-поляризованного электромагнитного импульса сведена к решению интегрального уравнения. Выделена и аналитически преобразована особая часть интегрального уравнения. К преобразованному интегральному уравнению применен метод коллокации для решения по пространственной координате. Найдено поле в ближней зоне и представлены результаты расчетов дифракции электромагнитного импульса.
Ключевые слова: дифракция Френеля, электромагнитный импульс, метод коллокации, поле в ближней зоне
Перспективным направлением создания новых смазочных материалов является их модифицирование нанокластерами металлов, которые формируют в зоне трения защитные пленки, обеспечивающие уменьшение износа пар трения. В связи с этим целью настоящей работы является изучение трибологических свойств смазочных композиций, содержащих наноразмерные частицы свинца и палладия. Смазочные композиции получали в водных растворах в процессе электролиза со свинцовым анодом или в присутствии солей палладия в ультразвуковом поле (комплексная обработка). Трибологические исследования показали, что полученные смазочные композиции обладают высокими противоизносными и противозадирными свойствами.
Ключевые слова: наноразмерные частицы, трение, износ, противоизносные и противозадирные свойства
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.02.08 - Технология машиностроения
Установлено, что повышение температуры термохимической активации до 750 °C и увеличение расхода гидроксида калия до 2,1 г/г при синтезе активных углей из гидролизного лигнина оказывает положительное влияние на формирование адсорбционных и структурных свойств АУ.
Ключевые слова: термохимическая активация , гидроксид калия,синтез, активные угли, гидролизный лигнин, формирование, адсорбционных и структурных свойства
В настоящее время достаточно широко рекламируются и предлагаются на отечественном и мировом рынках: противоизносные и противозадирные аддитивы к моторным, трансмиссионным, индустриальным маслам. Разработан способ получения нанокластеров меди, свинца и палладия в водно-спиртовых средах и показана возможность реализации эффекта безызносного трения при использовании такой смазочной композиции для трущихся стальных поверхностей. Исследованы триботехнические свойства нанокластеров металлов в водных растворах многоатомных спиртов с использованием торцевой машины трения АЕ-5.
Ключевые слова: наноразмерные частицы, трение, износ, безызносное трение
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.02.08 - Технология машиностроения
Описано современное состояние и тенденции развития плазмонных материалов. Приведены результаты расчета диаграмм рассеяния и отражения на наностржнях из ZnO. А также перспективы применения неотражающих оптических решеток.
Ключевые слова: неотражающие решетки, плазмонные материалы, нанофотоника, наноструктуры, коэффициент отражения
Получен отверждённый гибридный эпокси-аминный гидроксиуретановый графт-полимер новой структуры с протяженными эпокси-аминными цепями, подвешенными гидроксиуретановыми звеньями и контролируемой степенью сшивки. Эти гибридные полимеры сочетают повышенную эластичность с хорошо сбалансированными физико-механическими и физико-химическими свойствами традиционных эпокси-аминных систем. Такие полимеры могут быть использованы, например, для изготовления синтетической/искусственной кожи и покрытий спортивных площадок.
Ключевые слова: линейные эпокси-аминные цепи, гибридные гидроксиуретановые графт-полимеры, синтетическая неизоцианатная кожа
Рассмотрено влияние концентрации хлорида натрия на работу ОРТА электродов. Установлено, что на электродах ОРТА, в особенности в области концентраций раствора хлорида натрия менее 50 г/л, протекают три группы сопряженных процессов, окисление хлорид-ионов, твердофазное окисление материала анода, активное растворение каталитического покрытия. Процессы окисления хлорид-ионов преобладают в области плотностей тока 0,001 – 0,032 А/см2, при больших плотностях тока существенными становятся процессы окисления оксидно-рутениевого покрытия. Окисление хлорид-ионов, в особенности в области концентраций менее 50 г/л, можно охарактеризовать как происходящее в условиях постоянно изменяющейся активности анодного материала вследствие его коррозии и твердофазного окисления.
Ключевые слова: оксидный рутениево-титановый анод, гипохлорит натрия, поляризационная зависимость, дезинфекция воды, тафелевская зависимость, окисление хлорид-ионов, твердофазное окисление материала анода, изменение активности анодного материала, рутенат-анион, пассиваци
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.17.03 - Технология электрохимических процессов и защита от коррозии
Создана однокаскадная модель кремниевого солнечного элемента с использованием программы PC1D v.5.9, предназначенной для моделирования фотоэлектрических устройств. В процессе моделирования изменялись уровень легирования и толщина фронтального n+-слоя, а также применялось текстурирование фронтальной поверхности. Показано влияние уровня легирования и толщины n+-слоя на фотоэлектрические характеристики солнечных элементов. Определено, что с увеличением уровня легирования и толщины фронтального n+-слоя происходит снижение КПД солнечных элементов. Получено, что использование текстурирования фронтальной поверхности приводит к увеличению КПД и связано со снижением потерь на отражение и увеличением фототока.
Ключевые слова: Кремниевый солнечный элемент, толщина, уровень легирования, текстурирование, вольт-амперная характеристика
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Рассматриваются принципы построения интеррогаторов волоконно-оптических датчиков на основе брэгговских решеток, реализующих радиофотонные технологии измерительного преобразования по принципу «оптическая длина волны – амплитуда и фаза радиосигнала – измеряемая величина». Производится их сравнение с классическими оптико-электронными интеррогаторами и радиофотонными интеррогаторами, реализующими технологии измерительного преобразования по принципу «оптическая длина волны – частота радиосигнала – измеряемая величина». Показано, что оптико-электронные интеррогаторы имеют существенные ограничения по разрешению и скорости интеррогации, а также трудности одновременного комплексированного измерения нескольких, как минимум, двух, измеряемых величин. Радиофотонные частотные интеррогаторы, построенные на основе интерферометров с дополнительным дисперсионным преобразованием «частота – время» или оптико-электронных автогенераторов, позволяют преодолеть недостатки оптико-электронных, но характеризуются сложностью реализации схем измерительного преобразования сдвига центральной длины волны решетки в информационную неизвестную частоту радиосигнала. Предложены радиофотонные амплитудно-фазовые интеррогаторы, которые работают на известной частоте – радиочастоте огибающей сигнала биений между компонентами двухчастотного зондирующего излучения. Такая методика позволяет исключить из процесса измерений процедуру поиска неизвестных информационной частоты или амплитуды с максимальным отражением ВБР, что позволяет улучшить скорость и разрешение интеррогации. Представлены экспериментальные результаты для проверки методики.
Ключевые слова: волоконно-оптический датчик, волоконная брэгговская решетка, оптико-электронный интеррогатор, радиофотоника, оптико-электронный автогенератор, измерительное преобразование типа «оптическая длина волны – частота радиосигнала – измеряемая величина», измерит
05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
Описан алгоритм локализации областей патологических нарушений в оптической структуре биологических тканей предназначенный для импульсной диффузионной оптической томографии. Отличительными особенностями алгоритма являются формирование начального приближения к пространственным распределениям оптических характеристик по индексу неоднородности (HI), а также предположение о том, что все оптические неоднородности в исследуемой биологической ткани являются сферическими и однородными по значениям показателей поглощения и рассеяния внутри каждой из них. Предложенный алгоритм может быть использован при диагностике структур головного мозга, в травматологии, а также при маммографических исследованиях.
Ключевые слова: импульсная диффузионная оптическая томография, локализация оптических неоднородностей, прямая задача, обратная задача, индекс неоднородности
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В статье представлен обзор современных решений направленных на оперативное уведомление экстренных служб о факте тяжелого дорожно-транспортного происшествия (далее ДТП) и реализация соответствующего программного продукта.
Ключевые слова: мобильное устройство, мобильное приложение, медицинская скорая помощь, экстренное реагирование, средство оповещения, электронная медицинская карта, java программирование, операционная система Android, дорожно-транспортное происшествие, геоданные, время, «
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Рассматриваются принципы построения сенсорных пассивных оптических сетей, реализующих концепцию единого поля комплексированных волоконно-оптических датчиков на основе гибридного волнового и временного мультиплексирования. Показаны их преимущества в сравнении с классическими технологиям однопараметрического мультиплексирования по времени, длине волны, частоте, пространству, кодам и т.д. Представлены прототипы и структура сенсорной пассивной оптической сети с гибридным волновым и временным мультиплексированием, показана возможность опроса датчиков точечного, квази-распределенного и распределенного типа, как с помощью зондирующих сигналов импульсного, так и непрерывного типа. Особо рассмотрены вопросы зондирования последовательно расположенных однотипных брэгговских решеток с использованием механизмов послойного исключения (импульсное зондирование) и измерения добротности их общей огибающей спектра (непрерывное амплитудно-фазовое зондирование). Определены требования к построению сенсорных пассивных оптических сетей на основе гибридного волнового и временного мультиплексирования в части согласования параметров разнотипных брэгговских решеток и мультиплексоров на базе упорядоченных волноводных решеток по длине волны, основанных на возможности использования последних как опорных структур для интеррогации первых. Представлены варианты построенных сетей и их характеристики.
Ключевые слова: единое поле комплексированных волоконно-оптических датчиков, сенсорная пассивная оптическая сеть, гибридное временное и волновое мультиплексирование, импульсное и непрерывное зондирование, волоконная брэгговская решетка, упорядоченная волноводная решетка
05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
С использованием оригинального теневого прибора Теплера исследована динамика газовых и плазменных потоков в горелке Фассела для оптического эмиссионного спектрометра OPTIMA 2000 (PerkinElmer, USA). Путем высокоскоростной регистрации теневых изображений плазмы установлена ее существенная временная нестационарность. Продемонстрирован процесс формирования в плазменном факеле тороидальных вихрей, определена его периодичность. Выявлено, интерпретировано и экспериментально подтверждено возвратное течение газа в плазменную горелку. Отмечено, что попадание в спектрально чистую аналитическую зону плазменного факела окружающего воздуха, содержащего остатки уже проанализированного вещества может привести к ухудшению метрологических характеристик спектрометра и таким ошибкам анализа, как эффект памяти. Даны практические рекомендации по защите аналитической зоны плазмы от загрязнений, вносимых возвратным течением.
Ключевые слова: индуктивно-связанная плазма, теневой метод, горелка Фассела, тороидальные вихри, возвратное течение
05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий