WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ЮРГИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И

ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов 17-18 апреля 2014 года Издательство Томского политехнического университета УДК 50(063) ББК 20л0 C65 Современное состояние и проблемы естественных наук

: сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов / Юргинский технологический институт .

Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. 357 с .

ISBN 978-5-4387-0407-2 В сборнике представлены материалы по актуальным проблемам физики, новых материалов и химических технологий, а также прикладных задач математики в области инженерных наук, содержатся результаты теоретических исследований и практической реализации научно-исследовательских работ. Материалы сборника представляют интерес для преподавателей, научных сотрудников, аспирантов и студентов по направлению естественные науки .

УДК 50(063) ББК 20л0 Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Ответственный редактор С.Б. Сапожков Редакционная коллегия Е.В. Полицинский Э.Г. Соболева Т.С. Катрук Е.Г. Фисоченко Издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований ISBN 978-5-4387-0407-2 © ФГБОУ ВПО НИ ТПУ Юргинский технологический институт, 2014 Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

СОДЕРЖАНИЕ

СЕКЦИЯ 1: АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И АНАЛИЗ ДЕФОРМАЦИОННО-ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ

ШПУЛЬ ДЛЯ НАМОТКИ ПЛЕНКИ

Башлакова А.Л.

ДИСКРЕТНЫЕ БРИЗЕРЫ В КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ

Семенов А.С., Дмитриев С.В.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОРЩИН РАЗЛИЧНОЙ АМПЛИТУДЫ

В ГРАФЕНОВЫХ НАНОЛЕНТАХ

Корзникова Е.А.

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФА НА НАНОЭЛЕКТРОДАХ

Григорьев М.Г., Турушев Н.В.

РАСЧЕТ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИИ НАНОЧАСТИЦЫ ЗОЛОТА

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕЕ РАЗМЕРА

Каширина А.А.

НАКОПЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ СТРУКТУРНЫХ

ЭЛЕМЕНТАХ ДЕФОРМАЦИОННОГО РЕЛЬЕФА

Алфёрова Е.А., Черняков А.А.

СТОЛКНОВЕНИЕ ДВИЖУЩИХСЯ ДИСКРЕТНЫХ БРИЗЕРОВ И ИХ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ВАКАНСИЕЙ В ДВУМЕРНОМ КРИСТАЛЛЕ

Кистанов А.А., Мурзаев Р.Т., Хадеева Л.З.

РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ НАНОЧАСТИЦ НИКЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ





ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ В УСЛОВИЯХ КОАЛЕСЦЕНЦИИ

Кормишина Н.В.

АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ СВМПЭ ПРИ ДОБАВЛЕНИИ

MOS2 Нгуен Суан Тьук, Панин С.В., Корниенко Л.А.

КАЛОРИМЕТРИЯ ДИТЕЛЛУРИТОКАДМАТ (II) МАГНИЯ

Рустембеков К.Т., Рустембекова Г.К.

ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНОЙ УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕЖАТОМНОЙ СВЯЗИ

В СТЕКЛАХ Дармаев М.В., Бадмаев С.С., Сандитов Д.С.

КОЭФФИЦИЕНТ ПУАССОНА И КРИТИЧЕСКОЕ СМЕЩЕНИЕ АТОМОВ

В СТЕКЛАХ Сыдыков В.С., Мункуева С.Б., Сандитов Д.С.

ПОВЕДЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПУАССОНА ЩЕЛОЧНО-ГАЛЛОИДНЫХ

КРИСТАЛЛОВ LIX, NAX (X = F, CL, BR, I) Соболева Э.Г.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ПЛЕНОК CO,

ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ CVD ИЗ ДИИМИНАТА КОБАЛЬТА, В

ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЙ ОСАЖДЕНИЯ

Хайруллин Р.Р., Доровских С.И.

МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССОВ

ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СИНТЕЗИРОВАННЫЕ ИЗ ГАЗОВОЙ

ФАЗЫ НАНОЧАСТИЦЫ Cu

Чепкасов И.В., Гафнер Ю.Я.

Содержание

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ НА ФОРМУ

СОЗДАВАЕМЫХ НАНОЧАСТИЦ МЕДИ

Чуть А.М.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ МЕЖФАЗНОЙ ГРАНИЦЫ В СПЛАВЕ СТ3

Богданов А.С., Демьянов Б.Ф.

ОСОБЕННОСТИ ТВЕРДОФАЗНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СПЛАВАХ СИСТЕМЫ

NITI-12Х18Н Тажибаева Г.Б., Квеглис Л.И., Молдабаева Г.С.

СТРУКТУРНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ В НАНОВОЛОКНАХ CUAU I СО

СВЕРХСТРУКТУРОЙ L10 В ПРОЦЕССЕ ОДНООСНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Яшин О.В., Романовский С.А., Старостенков М.Д.

РАЗМЕР ФРАГМЕНТОВ, ДИФРАКЦИОННАЯ КАРТИНА И СТЕПЕНЬ

ДЕФОРМАЦИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ СТАЛИ 30ХГСА ПОСЛЕ

ДЕФОРМАЦИИ Скаков М.К., Уазырханова Г.К.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ

Теслева Е.П., Танчев М.О., Шмидт Ф.В.

СПЛАВЫ С ЭФФЕКТАМИ ПАМЯТИ ФОРМЫ. СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ

СОСТОЯНИЯ В В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ TINI

Кыпчаков А.А., Байгонакова Г.А.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА

Слобода А.А., Астанин В.В.

КОМПОЗИТЫ, АРМИРОВАННЫЕ УГЛЕРОДНЫМ ВОЛОКНОМ,

В ТЕХНОЛОГИЯХ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ

Бабакова Е.В., Чудинова А.О.

ДОЛГОЖДАННОЕ ОТКРЫТИЕ: БОЗОН ХИГГСА

Теслева Е.П., Карписонова И.В.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ

ПРИ РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКИХ ОБСЛЕДОВАНИЯХ

Игишева А.Л., Литвиненко В.В., Соболева Э.Г.

КВАРКОВАЯ МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ МАТЕРИИ

Теслева Е.П., Гринченкова Н.С.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ

ЖИДКОСТЕЙ МЕТОДОМ ЛАПЛАСА И ОТРЫВА ПЛАСТИНЫ

Теслева Е.П., Карписонова И.В.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ИНТЕРАКТИВНОЙ ДОСКИ

Теслева Е.П.; Сорокин П.Д., Телицын А.А.

ФИЗИКА ДЛЯ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА: ПРОБЛЕМЫ

И ПЕРСПЕКТИВЫ

Полицинский Е.В.

О СОСТОЯНИИ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

Савин О.Б., Гареев А.Ф.

ПРОБЛЕМЫ ФИЗИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Склярова Е.А., Ерофеева Г.В.

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ НАНОСЕНСОРОВ В

ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ НАНОБИОИНТЕРФЕЙСЫ

Турушев Н.В., Григорьев М.Г.

РОЛЬ И ФУНКЦИИ ЗАДАЧ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ

Полицинский Е.В.

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЧИСТОТЫ ВОЗДУХА ГОРОДА ЮРГА

МЕТОДОМ ЛИХЕНОИНДИКАЦИИ

Кондратова А.А., Орлова К.Н.

ДИАТОНИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ПЛОЩАДЕЙ КРУГОВ В РАЗЛИЧНЫХ

ПРАВИЛЬНЫХ КОНФИГУРАЦИЯХ

Степанов А.П., Сотокина Ю.В., Филимоненко А.Г.

НАКОПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В ПОСТРОЙКАХ ИЗ РАЗЛИЧНОГО

МАТЕРИАЛА Дорошенко И.В., Орлова К.Н.

УРОВЕНЬ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ В РАЙОНЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ГОРОДА ЮРГА

Семенок А.А., Орлова К.Н.

ОПТИЧЕСКИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ШКАФ КАК ИСТОЧНИК

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Галеева А.А., Ивкин А.Н., Соболева Э.Г.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭВРИСТИЧЕСКИХ ПРИЁМОВ В ПРОЦЕССЕ РЕШЕНИЯ

ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ

Полицинский Е.В.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ ПО УРОВНЮ ГАММАИЗЛУЧЕНИЯ

Деманова В.В., Орлова К.Н.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЧИСТОТЫ ВОЗДУХА ГОРОДА

ЮРГА МЕТОДОМ ЛИХЕНОИНДИКАЦИИ

Бударина Н.А., Орлова К.Н.

СЕКЦИЯ 2: НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ТОКА И КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРИДА НАТРИЯ НА

СКОРОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ ТИТАНА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Алексенко И.А.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ, ИМПЕРАТИВНЫЕ И ИНЫЕ МЕРЫ В РЕАЛИЗАЦИИ

ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРАВ И ОБЯЗАННОСТЕЙ ГРАЖДАН В РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ Дорошенко О.В.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСОВ КРЕМНИЯ И

ОЛОВА Полещук О.Х., Скирневский Н.О., Полицинский Е.В.

ИЗМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПЛЕНОК

КОБАЛЬТА ПРИ Т=473 К Журавлева С.В., Сухорукова А.А.

ДЕМАНГАНАЦИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ И ПРИРОДНЫХ ВОД

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

Минаева Л.А., Филатова Е.Г.

О ФИЗИКО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО

КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ

Мойсейчик А.Е.

Содержание

ИЗМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ

ОБРАБОТКИ Скаков М.К., Ерыгина Л.А.

ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ И

АЗОТИРОВАНИЯ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ МОДИФИЦИРОВАННОЙ

ПОВЕРХНОСТИ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ 12Х18Х10Т Скаков М.К., Курбанбеков Ш.Р.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

Медведев Д.В.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОГО СТЕКЛА ПРИМЕНЯЕМОГО

ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

Сапожков С.Б., Макаров С.В.

ОЧИСТКА НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД

Медведев Д.В.

МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПАРАМЕТРОВ ДОЛГОВЕЧНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ МАРОК

ПЕНОПОЛИСТИРОЛА

Мочалов А.В., Федюк Р.С.

ГАЗОБЕТОН С ДОБАВКАМИ ШЛАМА СОЛЬЗАВОДА

Легостаева Н.В., Нестерова Т.Ю.

ОБЕССОЛИВАНИЕ МОНОМЕРА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА

ВПК-402 МЕТОДОМ ЭКСТРАКЦИИ Гаеткулова Г.К., Иванов А.Н., Тимербаев Г.Г.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ ТИТАНА И НИКЕЛЯ

В ПРИБЛИЖЕНИИ НЕДЕФОРМИРУЕМОЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ

Хазгалиев Р.Г., Халиков А.Р., Дмитриев С.В.

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ОБРАЗЦОВ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИМПЛАНТАТОВ НА СВОБОДНУЮ ЭНЕРГИЮ

Киселев М.Г., Тявловский А.К., Монич С.Г.

ПРИДАНИЕ РЕЖУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ НЕПРОФИЛИРОВАННЫМ

ИНСТРУМЕНТАМ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ

ОБРАБОТКИ Киселев М.Г., Богдан П.С.

ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ

Тимербаев Г.Г., Иванов А.Н., Гаеткулова Г.К.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССОВ В НАНОРАЗМЕРНЫХ

СИСТЕМАХ Bi–MoO3 Суровая В.Э., Бугерко Л.Н., Суровой Э.П.

МОДЕРНИЗАЦИЯ НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКИ ИЗ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА

Федюк Р.С., Тимохин А.М., Муталибов З.А.

ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Al – ZrW2O8 Шадрин В.С., Дедова Е.С., Кульков С.Н.

ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ И ДИНАМИКИ ТМ В СИСТЕМЕ

«СНЕГ – ПОЧВА»

Трофимова А.А., Торосян В.Ф.

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ШЛАКА

Латыпова Л.Ш., Торосян В.Ф.

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

ЗЕЛЁНАЯ ХИМИЯ КАК НОВЫЙ ПОДХОД К ПРОМЫШЛЕННЫМ ПРОЦЕССАМ

Чакылдаков Н.Ж., Деменкова Л.Г|

ПОЛУЧЕНИЕ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ И ЕЁ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

В МАШИНОСТРОЕНИИ

Бобровицкий Д.А., Деменкова Л.Г.

ПРИНЦИПЫ «ЗЕЛЕНОЙ» ХИМИИ КАК ОТРАЖЕНИЕ НОВОГО МЫШЛЕНИЯ

Пичугина М.В., Деменкова Л.Г.

РАСЧЕТ КРИТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГИИ ИНИЦИИРОВАНИЯ ТЭНА

С ДОБАВКАМИ НАНОЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ

Зыков И.Ю., Каленский А.В., Ананьева М.В.

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ КОМПОЗИТОВ ЗОЛОТО-ТЭН И СЕРЕБРО-ТЭН

Зыков И.Ю., Каленский А.В., Одинцова О.В.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДВИЖЕНИЯ ОЧАГА РЕАКЦИИ ВЗРЫВНОГО

РАЗЛОЖЕНИЯ В КРИСТАЛЛАХ АЗИДА СЕРЕБРА

Зыков И.Ю., Каленский А.В., Лукатова С.Г.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЙ МОДИФИЦИРОВАННЫХ СЛОЕВ

ДОЛОТНОЙ СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ В ЭЛЕКТРОЛИТНОЙ ПЛАЗМЕ

Скаков М.К., Баятанова Л.Б.

КИНЕТИКА И МЕХАНИЗМЫ ТВЕРДОФАЗНЫХ ЦЕПНЫХ РЕАКЦИЙ

В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ ПРИ СТАЦИОНАРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

Кригер В.Г., Балыков Д.В., Журавлев П.Г.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ШЛАКА В СОСТАВЕ

ДИСПЕРСНЫХ МАСС «СУГЛИНОК-ШЛАК» НА СВОЙСТВА ОБЖИГОВЫХ

КЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ

Горлов Д.С., Торосян В.Ф.

ДЕФОРМАЦИЯ ПРОСЛОЙКИ НИКЕЛЯ В ПРОЦЕССЕ СОЕДИНЕНИЯ

ТИТАНОВОГО СПЛАВА И НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Хазгалиев Р.Г., Мухаметрахимов М.Х., Лутфуллин Р.Я., Мулюков Р.Р.

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА

БЕНЗИНА Талантов Н.Т., Деменкова Л.Г.

РЕГЕНЕРАЦИЯ КОМПОЗИТНЫЗ НАНОРАЗМЕРНЫХ СОРБЕНТОВ УРАНА

РАСТВОРАМИ КАРБОНАТА НАТРИЯ И ТРИЛОНА-Б

Галушкина Д.Н., Васильева М.М., Макаревич Т.Г.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Киреева О.А., Котова Д.О.

РАЗЛИЧИЕ МОДИФИКАТОРОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА СТАЛИ

Шарафутдинова А.С.

КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ЖЕЛЕЗА ПРЕДПРИЯТИЙ

ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Федосеев С.Н.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРАВНИТЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗВЕСТНЫХ

СОРБЦИОННО-КАТАЛИТИЧЕСКИХ ЗАГРУЗОК

Мартемьянов Д.В., Мухортова Ю.Р., Мухортов Д.Н.

СЛАБОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ КАК «ИНГИБИТОР» ПРОЦЕССА

РАЗЛОЖЕНИЯ, ИНИЦИИРОВАННОГО В КРИСТАЛЛАХ

АТМ УФ-ОБЛУЧЕНИЕМ Маренец В.Г., Туева К.С., Родзевич А.П., Газенаур Е.Г.

Содержание

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТРУКТУРОЙ

И СВОЙСТВАМИ МЕТАЛЛОВ

Кузнецов М.А., Карцев Д.С.

ПОКРЫТИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗОТЕРМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ

Крампит Н.Ю., Кожубеков С.К.

НАНОМАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СВАРОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Кузнецов М.А., Карцев Д.С.

СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СОРБЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЫШЬЯКА ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Плотников Е.В., Мартемьянова И.В., Мартемьянов Д.В.

ТЕХНОЛОГИЯ АЗОТИРОВАНИЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ

Рахадилов М.К., Рахадилов Б.К., Советханова А.А.

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

В ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

Черных Е.И., Готовщик Ю.М., Сапожков С.Б.

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО

СЫРЬЯ ИЗ ЖЕЛЕЗО- И УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Оганян Л.А., Федосеев С.Н.

ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ЗАВОДОВ ПО ТЕХНОЛОГИИ

«ОКСИКАП»

Серикбол А., Федосеев С.Н.

СЕКЦИЯ 3: ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ МАТЕМАТИКИ

В ОБЛАСТИ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ ОБРАЗЦОВ

С РЕЛЬЕФОМ НА СВАРИВАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ

Валитова Э.В., Ахунова А.Х., Дмитриев С.В.

ЛОКАЛЬНЫЙ D-ОПЕРАТОР ДРОБНОГО ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

И ДРОБНОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ПОРЯДКОВ

ВЕЩЕСТВЕННОЙ ПЕРЕМЕННОЙ

Чуриков В.А.

ПРОХОЖДЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ СРЕДЫ ИМЕЮЩИЕ

СТРУКТУРУ ГОМОГЕННЫХ ФРАКТАЛОВ

Чуриков В.А.

ЗАКОН ОМА И ЗАКОН ДЖОУЛЯ – ЛЕНЦА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПРОВОДНИКОВ СО СТРУКТУРОЙ ГОМОГЕННЫХ ФРАКТАЛОВ

Чуриков В.А.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТОХАСТИЧЕСКОГО ДИСКРЕТНОГО КАНАЛА

СВЯЗИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АППАРАТА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ МАТРИЦ

Батенков К.А.

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ КРОВООБРАЩЕНИЯ НА ОСНОВЕ

МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСЦИЛЛОМЕТРИЧЕСКОЙ

ТОНОМЕТРИИ Кузьминский Ю.Г., Шилько С.В., Борисенко М.В., Тимофеев Ю.И.

СВОЙСТВА ОПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ В МАЛОУГЛОВОМ

ПРИБЛИЖЕНИИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЙ НАБЛЮДЕНИЯ

Браславская О.Б., Гендрина И.Ю.

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ТЕХНИКИ С УЧЁТОМ

ВЛИЯНИЯ ИНЕРЦИОННЫХ СИЛ

Василевич Ю.В., Томило Е.В.

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ГОСУДАРСТВЕННЫХ

И МУНИЦИПАЛЬНЫХ УСЛУГ В СФЕРЕ МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ

Галин Р.Р., Мещеряков Р.В., Щербаков В.Н.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СЕРДЦА

Григорьев М.Г., Турушев Н.В.

АНАЛИЗ СТОЙКОСТИ КВАНТОВЫХ ПРОТОКОЛОВ

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧЕЙ

Эттель В.А., Кайралапова А.Н.

АНАЛИЗ ВЕБ-СЕРВИСОВ С ДВУХФАКТОРНОЙ АУТЕНТИФИКАЦИЕЙ

Нифталиев С.Е., Эттель В.А.

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ

Нургали Ж.Н.

АНАЛИЗ ПЛАТЕЖНЫХ СИСТЕМ

Рыспаева М.К., Эттель В.А.

BIG DATA – ТЕХНОЛОГИЯ БУДУЩЕГО

Сайлаукызы Ж., Тойшыбек Э.Н.

СИГНАТУРНЫЙ АНАЛИЗ

Сайлаукызы Ж., Тойшыбек Э.Н.

О НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ ОБОЛОЧЕЧНОЙ

КОНСТРУКЦИИ, НЕСУЩЕЙ ПРИСОЕДИНЕННОЕ ТВЕРДОЕ ТЕЛО

ПРИ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЯХ

Серёгин С.В.

АНАЛИЗ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ РЕШЕНИЯ

КЛИНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Тараник М.А., Копаница Г.Д.

ДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ ТЕОРИИ СИСТЕМ

Березовская О.Б., Циванюк А.А.

ДИНАМИКА ТВОРЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА СТУДЕНТОВ ФЭИМ ЮТИ ТПУ

Зорина Т.Ю., Соколова С.В.

К ПРОБЛЕМЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ ОБУЧЕНИЯ

МАТЕМАТИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ

Князева О.Г.

ИНДИВИДУАЛИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ

В СОЗДАНИИ УСЛОВИЙ САМОРАЗВИТИЯ СТУДЕНТОВ

Гущина И.Н., Пушкарева Н.С., Гиль Л.Б.

ТЕОРИЯ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Евстафьев С.Н., Соколова С.В.

РАЗВИТИЕ ТВОРЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО

ВУЗА В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКИ

Князева О.Г.

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ АВТОРОВ

–  –  –

СЕКЦИЯ 1: АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И АНАЛИЗ ДЕФОРМАЦИОННО-ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ШПУЛЬ

ДЛЯ НАМОТКИ ПЛЕНКИ

А.Л. Башлакова, м.н.с .

Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого 246050, г. Гомель, ул. Кирова, 32а, тел. +375(232)-71-40-16 Е-mail: depa10@tut.by Представленная работа посвящена определению и анализу деформационно-прочностных свойств шпуль для намотки пленки по ГОСТ 9550-81 для определения удлинения при сжатии и модуля Юнга с целью сопоставления используемых материалов и выбора оптимального варианта материала .

Для анализа прочности и деформативности указанных материалов были взяты образцы материалов в виде фрагментов шпуль .

Образцы цилиндрических шпуль в виде колец имели следующие размеры:

1) h = 50 мм, d = 100 мм, l = 15 мм – картон .

2) h = 40 мм, d =115 мм, l = 7 мм – полиэтилен + 50% древеснонаполненный, производство Италия .

3) h = 40 мм, d = 105 мм, l = 10 мм – полиэтилен +30% мела, цвет зеленый, производство Италия .

4) h = 40 мм, d = 110 мм, l = 8 мм – 70% ЛДПЕ +30% полиамида, цвет бежевый, производство ИП Фрешпак .

5) h = 45 мм, d = 96 мм, l = 10 мм – вторичный ПНД, цвет черный, производство Речица, где h – высота цилиндра, d – внешний диаметр, l – толщина стенки .

Вид испытаний: статическое одноосное сжатие по ГОСТ 9550-81 со скоростью 0,5 мм/мин. В настоящей работе механические испытания проводили на машине Instron 5567 с программным обеспечением Merlin .

Исследуемые изделия в виде шпуль в процессе намотки полимерной пленки, бумаги, нитей и т.д. подвергаются боковому обжатию, которое при недостаточной жесткости приводит к возникновению натяга и препятствует снятию шпули с оправки. Так как испытание на боковое смятие (рисунок 1а) не позволяет воспроизвести условия намотки, радиальное перемещение внутренней поверхности шпуль определялось расчетным путем. Результаты конечноэлементного расчета напряженнодеформированного состояния образцов при действии на боковую поверхность равномерно распределенного усилия (обжатия), как показано на рисунке 1б, с использованием программы ANSYS [2] приведены на рисунках 1(б) – 6(б) .

В качестве исходных данных о деформационных свойствах материала шпуль использовали диаграммы сжатия –, полученные при осевом сжатии кольцевых фрагментов шпуль (для каждого варианта испытывалось по 3 образца), показанные на рисунках 2-6 .

–  –  –

При существенных различиях диаграмм –, полученных при осевом сжатии фрагментов шпуль из 5-ти материалов (рисунок 7), очевидна возможность корректного определения модуля упругости на участках линейно-упругого деформирования .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

В предположении линейно-упругого деформирования были вычислены радиальные перемещения (обжатие), а также распределения внутренних (эквивалентных по Мизесу) напряжений .

–  –  –

, %

-1 0 2 4 6 8 10

–  –  –

Рис. 6. Зависимости «напряжение (МПа) – деформация (%)» при осевом сжатии для фрагментов шпуль вторичный ПНД, цвет черный, производство Речица (а) и распределение радиальных перемещений образца Ur при боковом обжатии (б) Так как усилие, требуемое для снятия шпули с вала, должно быть минимальным, наилучшими являются шпули, обладающие 1) наибольшей жесткостью и 2) минимальным коэффициентом трения .

Таким образом, в качестве 1-го критерия выбора материала для изготовления шпули, очевидно, следует использовать величину радиальных перемещений ее внутренней поверхности при боковом обВсероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

жатии, которую необходимо минимизировать. В свою очередь, радиальное перемещение уменьшается с ростом модуля упругости материала и увеличением толщины стенки шпули. Предпочтительным является повышение модуля упругости материала, т.к. повышение жесткости за счет толщины является неэффективным из-за увеличения материалоемкости изделия. Сопоставление значений радиального перемещения для всех вариантов шпуль дано в таблице .

–  –  –

Из таблицы видно, что минимальное радиальное перемещение соответствует варианту материала № 2, а именно, составу: полиэтилен + 50% древеснонаполненный, производство Италия .

Во вторых, уменьшению усилия, необходимого для снятия шпули с вала, способствует снижение коэффициента трения, что может быть достигнуто путем введения антифрикционных добавок и повышения качества (уменьшения шероховатости) внутренней поверхности шпули .

Оптимальным является материал, сочетающий высокий модуль упругости и низкий коэффициент трения. В соответствии с данными критериями лучшим из представленных образцов является вариант № 2: (полиэтилен + 50% древеснонаполненный, производство Италия), обладающий, как видно из таблицы, самым высоким модулем упругости, что обеспечивает минимальное радиальное перемещение. Он также характеризуется невысоким коэффициентом трения .

С другой стороны, материал варианта №5 является наименее пригодным для изготовления шпуль, т.к. имеет низкий модуль упругости, низкое качество поверхности и довольно высокий коэффициент трения .

Секция 1: Актуальные проблемы физики На основании проведенного анализа можно рекомендовать модификацию состава материала производства Фрешпак (70% ЛДПЕ +30% полиамида, цвет бежевый) и повышение качества поверхности, направленные на снижение коэффициента трения при сохранении достигнутого в этом материале достаточно высокого модуля упругости (порядка 200 МПа) .

Литература .

1. Способ получения напряженно-деформированного состояния образца материала для определения его механических характеристик при сжатии: пат. 6417 Респ. Беларусь, МПК7 G 01N 3/08 / С.В .

Шилько, Н.Н. Бодрунов / 2004 .

2. ANSYS 11.0 .

ДИСКРЕТНЫЕ БРИЗЕРЫ В КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ

А.С. Семенов, ст. преподаватель, С.В. Дмитриев*, д.ф.-м.н., зав. лаб .

Мирнинский политехнический институт, филиал Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова Республика Саха (Якутия), 678170, г. Мирный, ул. Тихонова, 5/1 *Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, 450001, Уфа, Россия E-mail: dmitriev.sergey.v@gmail.com Дискретные бризеры – это локализованные колебательные моды большой амплитуды в нелинейных дискретных системах. Существование таких мод в бездефектных нелинейных решетках обсуждается уже на протяжении четверти века. Буквально в последние два-три года методами математического моделирования была показана возможность существования таких мод в чистых ГЦК и ОЦК металлах. В данном кратком обзоре описаны последние достижения в изучении дискретных бризеров и, в частности, дискретных бризеров в чистых металлах. Обсуждается возможная роль дискретных бризеров в формировании физических свойств металлов .

Дискретные бризеры (ДБ), также называемые внутренними локализованными модами, это пространственно локализованные колебательные моды большой амплитуды в нелинейных дискретных решетках. Их существование было доказано строго математически для широкого ряда нелинейных систем с трансляционной симметрией [1]. ДБ успешно наблюдались экспериментально в различных физических системах, таких, как двумерные массивы оптических волокон [2]; Бозе-Эйнштейновские конденсаты [3]; одномерные микромеханические массивы связанных балочных осцилляторов [4]; двумерные нелинейные электрические сети [5]; недодемпфированные джозефсоновские сверхпроводящие контакты [6]; квази-одномерные двухосные антиферромагнетики [7] и другие .

Разнообразие физических систем, поддерживающих существование ДБ, говорит об общности данного физического явления для нелинейных решеток .

Кристаллы также являются природными нелинейными решетками и в многочисленных исследованиях, как экспериментальных [8–11], так и численных [12–19], была доказана принципиальная возможность существования ДБ в кристаллических телах. В настоящее время ДБ активно вовлекаются в обсуждение различных физических явлений, наблюдаемых в кристаллах, которые не могут быть объяснены с других позиций [10, 20–24] .

Упомянем обнаружение ДБ методами резонансного рамановского рассеяния в сложном соединении обозначаемым для краткости PtCl [8]; методами неупругого рентгеновского рассеяния в альфа-уране [10]; методами неупругого рассеяния нейтронов в щелочно-галлоидном кристалле NaI [11] .

Следует отметить, что экспериментальное обнаружение ДБ в кристаллах является весьма сложной задачей поскольку их вклад в колебательные спектры кристаллической решетки маскируется существенно большим вкладом от тепловых колебаний [25]. В этих обстоятельствах невозможно переоценить важность компьютерных методов изучения ДБ в кристаллах. Молекулярная динамика, основанная на эмпирических межатомных потенциалах, использовалась для идентификации ДБ (точнее квазибризеров [26]) в NaI [12], в Si и Ge [13], в Ni и Nb [14], в фуллерите C60 [15]; в углеродных нанотрубках [16], графене [17, 18] и графане [19] .

Успех применения метода молекулярной динамики зависит от качества межатомных потенциалов. Например, авторы работы [13] сообщают, что они пытались возбудить ДБ в кремнии с использованием различных межатомных потенциалов и к успеху пришли только с использованием потенциала Терсофа. Причина состоит в том, что параметры потенциалов часто подгоняются по упругим константам и/или фононным спектрам кристаллов (вычисляемых для линеаризованных уравнеВсероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

ний движения атомов) а также по некоторым экспериментально измеряемым энергиям, например, энергии образования вакансии, энергии сублимации (для которых не точный профиль межатомного потенциала, а лишь его интегральные характеристики имеют значение, поскольку изменение потенциальной энергии не зависит от траектори). Однако ДБ, являясь существенно нелинейными колебательными модами, чувствительны к точной форме межатомных потенциалов. Например, было показано, что молекулярно-динамическое моделирование свойств ДБ в графане [19], проведенное с использованием широко известного пакета прикладных программ LAMMPS [28] на основе межатомных потенциалов AIREBO [29], дало адекватное описание частоты ДБ только для малых его амплитуд, в то время как для значительных амплитуд ошибка оказалась огромной. В то же время, потенциал AIREBO с успехом применялся в бесчисленном числе работ по изучению различных свойств углерод-водородных систем, что говорит о том, что изучение ДБ предъявляет весьма высокие требования к качеству межатомных потенциалов .

Колебания атомов в окрестности ДБ приводят к поляризации наружных электронных оболочек, что очень трудно воспроизвести в модели взаимодействующих материальных точечек, на которую опирается метод молекулярной динамики. Имеется несколько работ где были сделаны попытки приближенно учесть поляризацию внешних электронных оболочек атомов, индуцированную бризерными колебаниями. В качестве примера, назовем работу [20], где упрощенная модель была применена для описания данного эффекта в структуре перовскита .

Вышесказанное свидетельствует о важности использования первопринципных подходов к изучению ДБ в кристаллах. Насколько нам известно, такая задача не решена до сих пор, повидимому, из-за сложности применения теории функционала электронной плотности к динамическим задачам. В этом смысле графан [30, 31] представляется весьма подходящим материалом для подобного исследования, поскольку расчеты для двумерного кристаллического материала не являются столь затратными, как для трехмерного .

Рис. 1. Колебания двух соседних атомов в направлении плотноупакованного атомного ряда в Fe, по которому движется ДБ. Сдвиг кривых по времени позволяет оценить скорость движения ДБ, которая оказывается близкой к скорости звука в железе Отметим недавнюю работу [14], в которой была показана возможность существования ДБ в чистых ГЦК металлах Ni и Nb. В работе [32] был предложен анзац для возбуждения движущихся ДБ и успешно апробирован на двумерной модели кристалла с Морзевским взаимодействием. Позже было установлено, что движущиеся ДБ могут существовать и в ОЦК железе. На рис. 1 представлены колебания двух соседних атомов в направлении плотноупакованного атомного ряда в Fe, по котороСекция 1: Актуальные проблемы физики му движется ДБ. Сдвиг кривых по времени позволяет оценить скорость движения ДБ, которая оказывается близкой к скорости звука в железе .

В целом, несмотря на значительные успехи в изучении ДБ в кристаллах, следует признать, что их роль в формировании свойств кристаллов еще не раскрыта .

Литература .

1. A.S. Dolgov, Sov. Phys. Solid State 28, 907 (1986); A.J. Sievers, S. Takeno, Phys. Rev. Lett. 61, 970 (1988); J.B. Page, Phys. Rev. B 41, 7835 (1990); R.S. MacKay, S. Aubry, Nonlinearity 7, 1623 (1994);

S. Flach, C.R. Willis, Phys. Rep. 295, 181 (1998); S. Flach, A.V. Gorbach, Phys. Rep. 467, 1 (2008) .

2. J.W. Fleischer, M. Segev, N.K. Efremidis, D.N. Christodoulides, Nature (London) 422, 147 (2003) .

3. A. Trombettoni, A. Smerzi, Phys. Rev. Lett. 86, 2353 (2001); B. Eiermann, Th. Anker, M. Albiez, M .

Taglieber, P. Treutlein, K.-P. Marzlin, M.K. Oberthaler, Phys. Rev. Lett. 92, 230401 (2004) .

4. M. Sato, S. Imai, N. Fujita, W. Shi, Y. Takao, Y. Sada, B.E. Hubbard, B. Ilic, A.J. Sievers, Phys. Rev. E 87, 012920 (2013); M. Spletzer, A. Raman, A.Q. Wu, X. Xu, R. Reifenberger, Appl. Phys. Lett. 88, 254102 (2006); J. Wiersig, S. Flach, K.H. Ahn, Appl. Phys. Lett. 93, 222110 (2009) .

5. L.Q. English, F. Palmero, P. Candiani, J. Cuevas, R. Carretero-Gonzalez, P.G. Kevrekidis, A.J. Sievers, Phys. Rev. Lett. 108, 084101 (2012) .

6. E. Trias, J.J. Mazo, T.P. Orlando, Phys. Rev. Lett. 84, 741 (2000) .

7. U.T. Schwarz, L.Q. English, A.J. Sievers, Phys. Rev. Lett. 83, 223 (1999) .

8. B.I. Swanson, J.A. Brozik, S.P. Love, G.F. Strouse, A.P. Shreve, A.R. Bishop, W.-Z. Wang, M.I. Salkola, Phys. Rev. Lett. 82, 3288 (1999); N.K. Voulgarakis, G. Kalosakas, A.R. Bishop, G.P. Tsironis, Phys .

Rev. B 64, 020301 (2001); G. Kalosakas, A.R. Bishop, A.P. Shreve, Phys. Rev. B 66, 094303 (2002) .

9. D.K. Campbell, S. Flach, Y.S. Kivshar, Phys. Today 57, 43 (2004) .

10. M.E. Manley, A. Alatas, F. Trouw, B.M. Leu, J.W. Lynn, Y. Chen, W.L. Hults, Phys. Rev. B 77, 214305 (2008); M.E. Manley, M. Yethiraj, H. Sinn, H.M. Volz, A. Alatas, J.C. Lashley, W.L. Hults, G.H. Lander, J.L. Smith, Phys. Rev. Lett. 96, 125501 (2006) .

11. M.E. Manley, A.J. Sievers, J.W. Lynn, S.A. Kiselev, N.I. Agladze, Y. Chen, A. Llobet, A. Alatas, Phys .

Rev. B 79, 134304 (2009); M. Kempa, P. Ondrejkovic, P. Bourges, J. Ollivier, S. Rols, J. Kulda, S. Margueron, J. Hlinka, J. Phys.: Condens. Matter 25, 055403 (2013) .

12. S.A. Kiselev, A.J. Sievers Phys. Rev. B 55, 5755 (1997); L.Z. Khadeeva, S.V. Dmitriev, Phys. Rev. B 81, 214306 (2010) .

13. N.K. Voulgarakis, G. Hadjisavvas, P.C. Kelires, G.P. Tsironis, Phys. Rev. B 69, 113201 (2004) .

14. M. Haas, V. Hizhnyakov, A. Shelkan, M. Klopov, A.J. Sievers, Phys. Rev. B 84, 144303 (2011) .

15. A.V. Savin, Yu.S. Kivshar, Phys. Rev. B 85, 125427 (2012) .

16. T. Shimada, D. Shirasaki, T. Kitamura, Phys. Rev. B 81, 035401 (2010) .

17. J.A. Baimova, S.V. Dmitriev, K. Zhou, Europhys. Lett. 100, 36005 (2012) .

18. L.Z. Khadeeva, S.V. Dmitriev, Yu.S. Kivshar, JETP Lett. 94, 539 (2011) .

19. B. Liu, J.A. Baimova, S.V. Dmitriev, X. Wang, H. Zhu, K. Zhou, J. Phys. D: Appl. Phys. 46, 305302 (2013) .

20. A.R. Bishop, A. Bussmann-Holder, S. Kamba, M. Maglione, Phys. Rev. B 81, 064106 (2010); J. Macutkevic, J. Banys, A. Bussmann-Holder, A.R. Bishop, Phys. Rev. B 83, 184301 (2011) .

21. V.I. Dubinko, P.A. Selyshchev, J.F.R. Archilla, Phys. Rev. E 83, 041124 (2011) .

22. M.G. Velarde, J. Comput. Appl. Math. 233, 1432 (2010) .

23. A. Glensk, B. Grabowski, T. Hickel, and J. Neugebauer, Phys. Rev. X 4, 011018 (2014) .

24. J.F.R. Archilla, S.M.M. Coelho, F.D. Auret, V.I. Dubinko, V. Hizhnyakov, arXiv:1311.4269 [condmat.mtrlsci] (2013) .

25. A.J. Sievers, M. Sato, J.B. Page, T. Rossler, Phys. Rev. B 88, 104305 (2013) .

26. G.M. Chechin, G.S. Dzhelauhova, E.A. Mehonoshina, Phys. Rev. E 74, 036608 (2006) .

27. L.Z. Khadeeva, S.V. Dmitriev, Phys. Rev. B 84, 144304 (2011) .

28. S. Plimpton, J. Comput. Phys. 117 1 (1995) .

29. S.J. Stuart, A.B. Tutein, J.A. Harrison, J. Chem. Phys. 112 6472 (2000) .

30. M.H.F. Sluiter, Y. Kawazoe, Phys. Rev. B 68, 085410 (2003); J.O. Sofo, A.S. Chaudhari, G.D. Barber, Phys. Rev. B 75, 153401 (2007) .

31. D.C. Elias, R.R. Nair, T.M. Mohiuddin, S.V. Morozov, P. Blake, M.P. Halsall, A.C. Ferrari, D.W .

Boukhvalov, M.I. Katsnelson, A.K. Geim, K.S. Novoselov, Science 323, 610 (2009) .

32. А.А. Кистанов, Р.Т. Мурзаев, С.В. Дмитриев, В.И. Дубинко, В.В. Хижняков, Письма в ЖЭТФ, 99(6), 403 (2014) .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОРЩИН РАЗЛИЧНОЙ АМПЛИТУДЫ

В ГРАФЕНОВЫХ НАНОЛЕНТАХ

Е.А. Корзникова, к.ф.-м.н., н.с .

Институт проблем сверхпластичности металлов РАН 450001, г. Уфа, ул. С. Халтурина, 39 E-mail: elena.a.korznikova@gmail.com Графен моноатомный слой углерода, известный благодаря своим необычным свойствам, обладает большим потенциалом использования в качестве материала для микроэлектроники, оптики и в других областях науки и техники. Необходимо отметить, что свойства графена существенно зависят от приложенной деформации и топологии его поверхности. Графен обладает рекордно высокой жесткостью при растяжении в плоскости листа, но весьма малой изгибной жесткостью, что приводит к склонности к морщинообразованию при приложении сжимающих напряжений [1-5]. Данное явление характерно для многих материалов в виде мембран, тонких пленок и т.п., где под воздействием краевых ограничений возможно самопроизвольное появление самоподобной иерархии морщин .

Примеры могут быть найдены как для макрообъектов, начиная от висящих штор, так и для наноматериалов, в том числе, для листа графена [5] .

Одномерные или двумерные морщины могут возникать в графене за счет деформации сдвига, одноосной деформации сжатия, при термическом воздействии (в результате разницы коэффициентов термического расширения тонкого листа графена и подложки) [7], а также при наноиндентировании [8] .

Ввиду того, что морщины существенно влияют на свойства графена, их изучению в последние несколько лет посвящено довольно большое количество экспериментальных и теоретических работ .

Так, в работах [9-10] были проанализированы геометрические свойства морщин в наноленте графена с защемленными краями, находящимися в условиях однородной плоской деформации. Были установлены зависимости длины волны, амплитуды, и ориентации морщин от компонент однородной деформации и ширины наноленты .

В настоящей работе изучены морщины и ринклоны удваивающие длину волны морщин в упруго деформированных графеновых нанолентах с защемленными краями .

Описание модели Элементарная ячейка графена прямоугольной формы задавалась векторами трансляции a1 и a2 и включала четыре атома углерода, каждый из которых имел три степени свободы компоненты вектора перемещения. Ось Х (Y) выбрана вдоль ориентации зигзаг (кресло). Нанолента с закрепленными краями ориентировалась вдоль направления Y. Для краев параллельных оси Х использовались граничные условия отвечающие морщинам заданной длины волны. Моделирование проводилось при нулевой температуре .

Для описания межатомных взаимодействий использовался стандартный набор потенциалов метода молекулярной динамики [11], который дает равновесную длину валентной связи 0 =1.418 .

Ширину (длину) наноленты удобно определять количеством ячеек периодичности в направлении оси X (Y). В данной работе изучение движения ринклона проводилось для графеновой наноленты с длиной M=3120 ячеек и шириной N=28 ячеек. Для изучения релаксационной динамики ринклона в уравнения движения атомов вводился вязкий член. Нанолента была упруго деформирована xx=0.08, yy=0.1. Сжимающая деформация в направлении ширины наноленты обеспечивала появлении в ней одноосных морщин, ориентированных вдоль длины наноленты. На краях наноленты параллельных оси X задавались фиксированные перемещения атомов углерода, соответствующие морщинам с длинами волн 1= 63.2678, 2= 31.6339, что для данной ширины наноленты соответствует 1 и 2 полным длинам волны. Область перехода (ринклон) задавалась на расстоянии 0,1M от края наноленты .

Результаты моделирования На рис. 1 показана зависимость (а) амплитуды морщин и (б) потенциальной энергии морщин в расчете на атом как функции длины волны морщин для деформации xx =-0,08, yy=0.1. Исследовался диапазон ширины наноленты N=10-128 ячеек, что соответствует =22.5956 - 289.224. В пределах ширины наноленты для данного расчета помещался один полный период морщины. Согласно рис. 1, амплитуда морщины A увеличивается линейно с ростом во всем исследованном интервале длин волн .

–  –  –

Профиль ринклона после релаксации представлен на рис. 2 в виде зависимости прогиба наноленты от номера трансляционной ячейки M,N, то есть, по сути, от координат X,Y .

Для использованных в данной работе значений 1 и 2 рассчитанная амплитуда в направлении оси Z для вышеописанных волн составила A1=3.68498, A2=1.67694. В то же время, потенциальная энергия морщины на атом E пропорциональна -2.Длина ринклона составила 40, что составляет примерно 60% от ширины исследуемой наноленты .

Ринклон, показанный на рис. 1, б движется в сторону морщин с меньшей длиной волны, поскольку они имеют более высокую плотность потенциальной энергии, как это следует из рис. 1,а .

Скорость движения ринклона зависит от величины коэффициента вязкости в уравнениях движения атомов. Для коэффициента вязкости устанавливалось значение = 10-3 нс/м, что является достаточно большой величиной для подавления колебательных мод при движении ринклона. При выбранных значениях коэффициента вязкости профиль ринклона в установившемся режиме движения не зависел от коэффициента вязкости .

Выводы Методом молекулярной динамики проведено изучение наноленты графена размером M=3120 на N=28 ячеек периодичности (каждая ячейка содержит четыре атома углерода), содержащей морщины с одной либо двумя полными длинами волн в направлении оси OX, и переходную область (ринклон), в пределах которой число волн удваивается. Установлено, что амплитуда морщин A находится в линейной зависимости от длины волны морщины, а потенциальная энергия на атом с ростом уменьшается по закону -2, что обуславливает энергетическую выгодность состояния с большей длиной волны и в приводит к движению ринклона в соответствующую сторону. Движущийся ринклон (в присутствии достаточно большой вязкости) представляет собой волну солитонного типа неизменной формы. Длина рассматриваемого ринклона составила порядка 60% от ширины наноленты. В области ринклона обнаружено локальное повышение плотности энергии по сравнению с уровнями энергии морщин, соединяемых ринклоном, что объясняется значительными упругими искажениями решетки в переходной области .

Автор признателен С.В. Дмитриеву за обсуждение результатов работы .

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 14-02-97029 .

Литература .

1. A.K. Geim, K.S. Novoselov. Nature Materials 6(3), 183 (2007) .

2. A.H. Castro Neto, F. Guinea, N.M.R. Peres, K.S. Novoselov, A.K. Geim. Rev. Mod. Phys. 81, 109 (2009) .

3. A.H. Castro Neto, K. Novoselov. Reports on Progress in Physics 74, 082501 (2011) .

4. P.P. Azar, N. Nafari, M.R.R. Tabar. Phys. Rev. B 83, 165434 (2011) .

5. А. Искандаров, Y. Umeno, С. Дмитриев, Письма о материалах. 2011. Т. 1. № 3. С. 143-146 .

6. H. Vandeparre, M. Pineirua, F. Brau et al. Phys. Rev. Lett. 106, 224301 (2011) .

7. Y. Meia, S. Kiravittaya, S. Harazim, O. G. Schmidt. Mater. Sci. Eng. R 70, 209 (2010) .

8. Z. Wang, M. Devel. Phys. Rev. B 83, 125422 (2011) .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

9. A. J. Gil, S. Adhikari, F. Scarpa, and J. Bonet, J. Phys.: Condens. Matter 22, 145301 (2010) .

10. J.A. Baimova, S.V. Dmitriev, K. Zhou, A.V. Savin. Phys. Rev. B. 82, 86, 035427 (2012) .

11. Ю.А. Баимова, К. Жоу, Письма о материалах. 2012. Т. 2. № 3. С. 139-142 .

12. A.V. Savin, Yu.S. Kivshar, B. Hu. Phys. Rev. B. 82, 195422 (2010) .

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФА НА НАНОЭЛЕКТРОДАХ

М.Г. Григорьев, аспирант, Н.В. Турушев, аспирант Национальный исследовательский Томский политехнический университет 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, тел. +7(913)-824-83-97 E-mail: Mishatpu@sibmail.com Сердечно-сосудистые заболевания, также как и онкологические заболевания уверенно держат лидерство среди самых опасных и распространенных болезней XXI века .

В экономически развитых странах болезни сердца являются одними из самых распространенных заболеваний, среди всех причин смертности населения их доля составляет более 20 % в Европе и более 50% в РФ (ЕОК, 2008; ВОЗ, 2009). Беспокойство вызывает так же то, что возраст больных неуклонно снижается, соответственно количество случаев сердечных заболеваний постоянно увеличивается. В настоящее время весьма часто бывают случаи, когда в больницы и кардиологические центры обращаются люди с инфарктом миокарда возрастом 23-25 лет. Особенно часто заболевания сердца диагностируются у мужчин трудоспособного возраста [1-3] .

Сердечно-сосудистое заболевание сердца – является ярким примером патологий, течение и исход которых непосредственно зависит от времени обращения к врачу, своевременно поставленного диагноза и начала правильного лечения. Исходя из выше сказанного, симптомы и проявления подобных заболеваний и способы оказания доврачебной помощи при сердечном приступе, необходимо знать каждому человеку, даже тем, кто весьма далек от медицины .

Самым доступным и распространенным методом диагностики сердечно-сосудистой системы является электрокардиография, основанная на принципе измерения биопотенциалов с поверхности тела человека при помощи электрокардиографических электродов, которые широко используется во врачебной практике [1-3]. В клинической практике электрокардиография получила широкое распространение за счет хорошей восприимчивости и высокой информативности получаемых результатов в сочетании с минимальным воздействием на организм человека. Электрокардиография в России получила особенно большое распространение, в настоящее время практически невозможно найти лечебное учреждение, будь то больница или поликлиника, не имеющее у себя на вооружении электрокардиографа .

Исходя из выше сказанного, в лаборатории медицинского приборостроения института неразрушающего контроля ТПУ в течение нескольких лет ведутся работы по повышению разрешения не только отдельных элементов ЭКГ аппаратуры, но и всего комплекса в целом. Применение наноразмерных частиц серебра в конструкции электрокардиографического электрода позволило достичь многократного повышения его метрологических характеристик. В совокупности с разработкой малошумящих регистрирующих приборов удалось достичь повышения разрешения сигнала до сотен нановольт (при общепринятых десятках и сотнях микровольт). В структуре электрокардиографа отсутствуют фильтры (ФВЧ и заграждающий сетевой фильтр 50 Гц) .

В научно-исследовательском институте кардиологии города Томска были проведены исследования электрокардиографа на наноэлектродах. Пациенты, имеющие заболевания в сердечнососудистой системе, были исследованы с помощью электрокардиографа на наноэлектродах в трех грудных отведениях по Небу и в трех отведениях от конечностей (I, II, III). Сразу после снятия результатов, регистрировалась электрокардиограмма на стандартном электрокардиографе по тем же отведениям. Исследования проводились на основе Томского Научно-исследовательского института кардиологии. В качестве стандартного электрокардиографа был использован CardioFax GEM (NIHON KOHDEN). Медицинские исследования были проведены с обеспечением максимального комфорта для пациента: отсутствие отвлекающих и раздражающих факторов (шум, разговоры, посторонние лица), спокойная обстановка, нормальное освещение и температура в специальном медицинском кабинете. Электрокардиограмма снималась с трех отведений от грудной клетки и конечностей, с каждого отведения длительность записи равна трем минутам. В общем, исследования были проведены на восемнадцати пациентах с различными аномалиями сердечно-сосудистой системы .

Секция 1: Актуальные проблемы физики

–  –  –

На рис. 1 представлены данные пациента P6, снятые с помощью электрокардиографа на наноэлектродах .

На рис. 2 представлены данные пациента P6, снятые в тот же день с помощью стандартного электрокардиографа CardioFax GEM (NIHON KOHDEN) .

Рис. 2. Электрокардиограммы с трех отведений от конечностей пациента P6, зарегистрированные на стандартном электрокардиографе с разрешением по времени 25мм/с и по амплитуде 10мм/мВ Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

На рис. 3 представлены данные пациента с кардиостимулятором P18 .

–  –  –

На рис. 4 представлены данные пациента P18 с кардиостимулятором, снятые в тот же день с помощью стандартного электрокардиографа CardioFax GEM (NIHON KOHDEN) .

Рис. 4. Электрокардиограммы пациента с кардиостимулятором P18, зарегистрированные на стандартном электрокардиографе с разрешением по времени 25мм/с и по амплитуде 10мм/мВ

По результатам проведенных медицинских исследований установлено:

электрокардиограф на наноэлектродах позволяет регистрировать сигнал с уровнем, составляющим единицы мкВ;

нет необходимости фильтровать сигнал с электрокардиографа на наноэлектродах;

запись электрокардиограммы у пациентов с кардиостимулятором не содержит артефакты, вызванные его работой .

Литература .

1. Всемирная организация здравоохранения [Электронный ресурс] // Сердечно-сосудистые заболевания. – URL: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs317/ru/ (Дата обращения 06.03.2013).\\

2. Авдеева Д.К., Рыбалка С.А., Южаков М.М. Разработка метода измерения широкополосных сигналов нановольтового и микровольтового уровня для электрофизиологических исследований // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2012. – №11.– С. 37-38

3. Тарасенко Ф.П. Прикладной системный анализ: учебное пособие. М.: КноРус, 2010. 224 с .

Секция 1: Актуальные проблемы физики

РАСЧЕТ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИИ НАНОЧАСТИЦЫ ЗОЛОТА

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕЕ РАЗМЕРА

А.А. Каширина, студент гр. ОД-101 научный руководитель: Маркидонов А.В., к.ф.-м.н., доцент каф. АиАП Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева Филиал КузГТУ в г. Новокузнецке 654000, г. Новокузнецк, ул. Орджоникидзе, 7 E-mail: markidonov_artem@mail.ru В последнее время стремительно развивается физика низкоразмерных структур. Это связано с тем, что с уменьшением размеров структурных единиц до наноуровня, они приобретают новые свойства, обусловленные возрастающей ролью поверхностных атомов и взаимодействий. Среди исследуемых наночастиц особое место занимают металлические наночастицы. Большой интерес представляет применение наночастиц, например золота, в медицине. Они используются для диагностики и лечения злокачественных опухолей, ревматоидного артрита, полиартрита и т.д .

При исследовании наночастиц одной из основных характеристик является поверхностная энергия, так как она важна для определения энергии адгезии [1]. Существует ряд работ, в которых осуществляется расчет поверхностной энергии наночастиц в зависимости от их размера [2, 3], согласно которым значение поверхностной энергии увеличивается с ростом размера наночастицы и должна приближаться к значению, рассчитанному для макротела. Тем не менее, остается не выясненным, при каком размере наночастицы значение ее поверхностной энергии можно считать совпадающим со значением поверхностной энергии макротела .

В связи с вышесказанным, целью работы является определение размера наночастицы золота, при котором ее поверхностная энергия по величине будет совпадать со значением поверхностной энергии для макротела .

Объект исследования в настоящей работе отличает малый размер, что затрудняет прямые наблюдения. Поэтому наиболее рациональным видится использование метода компьютерного моделирования. В качестве метода компьютерного моделирования был выбран метод молекулярной динамики, в связи с тем, что он позволяет проводить эксперименты с заданными скоростями атомов и сравнивать динамику исследуемых процессов с реальным временем. Исследование проводилось с помощью пакета МД-моделирования XMD [4]. В качестве потенциальной функции межатомного взаимодействия использовался потенциал Джонсона, рассчитанный в рамках метода погруженного атома. Шаг интегрирования равнялся 5 фс .

Температура расчетной ячейки задавалась путем присвоения атомам случайных скоростей в соответствии с распределением Максвелла-Больцмана для указанной температуры. Моделирование проводилось при постоянной температуре (канонический ансамбль). Для сохранения температуры расчетной ячейки использовался термостат Андерсена .

Для создания наночастицы в кристаллической структуре, моделирующей кристаллит золота, задавалась сфера с некоторым радиусом. Затем центр сферы совмещался с одним из узлов решетки, и удалялись все атомы вне этой сферы. После удаления атомов осуществлялась структурная релаксация расчетной ячейки до прихода системы в состояние с минимальной энергией. Очевидно, что плоскость {111} имеет наименьшую поверхностную энергию по сравнению с другими кристаллографическими плоскостями, именно поэтому поверхности наночастиц золота состоят из фрагментов восьми плоскостей типа {111} и шести типа {100} (см. рис. 1) .

–  –  –

Данные таблицы подтверждают ранее сделанный вывод. Расхождение в литературных данных обусловлено использованием различной методики при определении поверхностной энергии .

Таким образом, по результатам проделанной работы можно сделать вывод, что начиная с радиуса наночастицы золота, равного 15 – 16, поверхностную энергию наночастицы можно считать совпадающей по величине с поверхностной энергией макротела .

Литература .

1. Рогожина Т.С. Контактная энергия в зоне адгезии металлов // Исследовано в России [Electronic resource]. Mode of access : http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/174.pdf

2. Магомедов М.Н. О зависимости поверхностной энергии от размера и формы нанокристалла // Физика твердого тела. 2004. Т. 46. Вып. 5. С. 924 – 937 .

3. Соколов Д.Н., Комаров П.В., Сдобняков Н.Ю., Самсонов В.М. Исследование тремодинамических характеристик нанокластеров металлов с использованием многочастичных потенциалов // Фазо

<

Секция 1: Актуальные проблемы физики

вые переходы, упорядоченные состояния и новые материалы [Electronic resource]. Mode of access :

http://www.ptosnm.ru/_files/Moduls/catalog/items/2009_12_9.pdf

4. XMD – Molecular Dynamics for Metals and Ceramics // [Electronic resource]. Mode of access :

http://xmd.sourceforge.net/about.html .

5. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М., и др. Физические величины: справочник. – М.;

Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с .

6. Гладких Н.Т., Дукаров С.В., Крышталь А.П., и др. Поверхностные явления и фазовые превращения в конденсированных пленках. – Харьков: ХНУ имени Н.В. Карамзина, 2004. – 276 с .

НАКОПЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

ДЕФОРМАЦИОННОГО РЕЛЬЕФА

Е.А. Алфёрова, к.ф.-м.н., доцент, А.А. Черняков, студент Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета 652050, г. Юрга, ул. Ленинградская, 26, тел. (38451) 6-22-48 Е-mail: katerina525@mail.ru Изучение неоднородности деформации является важной задачей при исследовании пластической деформации. Вопросами неоднородности деформации поликристаллов занимались Надаи А., Кузнецов В.Д., Губкин С.И. и др .

В основе изучения пластической деформации лежит исследование картины деформационного рельефа для анализа сдвиговой деформации и использование рентгеноструктурного метода для анализа кристаллографических разориентировок. Если поверхность металлического образца отполировать, а затем подвергнуть нагружению, то на поверхности можно обнаружить системы параллельных тонких линий – линий скольжения. Указанные линии являются проявлением неоднородности деформации, в этом случае деформация локализована в плоскости скольжения. В начале XX века Розенхайн и Эвинг показали, что эти линии представляют собой ступеньки на поверхности, возникающие в результате микроскопических сдвиговых смещений вдоль кристаллографических плоскостей [1] .

Согласно Хирту Дж. и Лоте И. [2]. Скольжением называется смещение, реализовываемое движением единичных дислокаций. В случае, когда скольжение осуществляется при участии многих дислокаций его называют сдвигом. В этом случае линии, образующиеся на полированной поверхности кристалла, более правильно было бы называть линиями сдвига [3]. В указанных линиях сдвига также локализуется пластическая деформация .

Изучению неоднородности деформации монокристаллов посвящено значительно меньше работ. Вместе с тем, результаты, полученные при изучении неоднородности деформации монокристаллов могут быть полезны при рассмотрении деформации отдельного зерна поликристалла, а также при проектирование деталей из монокристаллов .

Важную роль в изучении неоднородности деформации монокристаллов играют томские металлофизики. В ИФПМ СО РАН Паниным В.Е., Зуевым Л.Б., Даниловым В.И., Деревягиной Л.С. и их коллегами деформация монокристаллов изучается с использованием метода спеклинтерферометрии и полей векторов смещения [4-5] .

В Томском государственном архитектурно-строительном университете неоднородность деформации монокристаллов изучают по картине деформационного рельефа. В этом направлении большая работа проделана Коневой Н.А., Козловым Э.В., Старенченко В.А., Тепляковой Л.А., Лычагиным Д.В., Абзаевым Ю.А. с сотрудниками [3, 6-7] .

Ранее авторами с коллегами было количественно определена неоднородность пластической деформации монокристаллов никеля в зависимости от ориентации оси сжатия и боковых граней. Выявлены и систематизированы структурные элементы деформационного рельефа, определены их доли, что позволило выявить роль областей, занятых этими элементами на макро- и мезоуровне, в пластической деформации исследованных монокристаллов. Было установлено, что внутри деформационных доменов, сформированных различными структурными элементами рельефа неоднородность деформации близка, а места локализации деформации наблюдаются на стыках доменов [8-10]. В связи с чем, задачей данной работы является изучение способа организации деформации в группах параллельных структурных элементов деформационного рельефа .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

Материал и методика В работе в качестве объекта исследования были выбраны монокристаллы никеля с ориентациями оси сжатия в углах стандартного стереографического треугольника. В работе использовали образцы с отношением высоты (h) к ширине (d) равной двум. Данное соотношение наиболее принято при испытании образцов на сжатие, т.к. с одной стороны они обладают достаточной степенью устойчивости искривлению, чем более высокие образцы, с другой стороны в них еще имеется достаточный объем, в котором действует схема одноосного сжатия (при h/d=1 реализуется схема всестороннего сжатия) .

В работе исследовали монокристаллы чистого никеля (примеси менее 0,01%), выращенные по методу Бриджмена). Никель обладает высоким значением энергии дефекта упаковки (200 мДж/м2) .

При комнатной температуре деформация в нем осуществляется сдвигом по октаэдрическим плоскостям скольжения. Все это делает никель хорошим модельным материалом для исследования организации деформации октаэдрическим скольжением .

Ориентировку образцов осуществляли на рентгеновском аппарате ИРИС 3 по эпиграммам с точностью ±1°, а уточнение ориентации выполняли на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3 с точностью ±0,02°. Поверхность образцов готовили механическим шлифованием и полированием, после чего проводили заключительное электролитическое полирование в насыщенном растворе хромового ангидрида в ортофосфорной кислоте при напряжении 20 В .

Деформирование сжатием проводили на испытательной машине Instron ElektroPuls E10000 со скоростью 1,4·10-3 с-1 при комнатной температуре. Для уменьшения силы трения на торцевых поверхностях применяли графитовую смазку .

Картину деформационного рельефа исследовали на оптическом микроскопе Leica DM 2500P и растровом электронном микроскопе Tescan Vega II LMU. Количественные данные по величине неоднородности деформации получали методом делительных сеток по методике, изложенной в [11] .

На рис. 1 показана картина деформационного рельефа и структурные элементы рельефа, характерные для той или иной кристаллографической ориентации оси сжатия. Рассмотрение оптических снимков позволяет увидеть, что масштаб структурных элементов рельефа отличается. Как было указано ранее, масштаб структурного элемента деформационного рельефа не оказывает влияния на величину неоднородности деформации внутри домена .

–  –  –

Следовательно, организация деформации в параллельных структурных элементах деформационного рельефа, образующих домен прои сходит таким образом, чтобы снизить неоднородность деформации внутри домена, а деформацию в данном локальном месте приблизить к средней деформаВсероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

ции. Этот факт также подтверждают данные о том, что неоднородность деформации внутри деформационного домена ниже, чем на всей грани [8-10]. При этом с увеличением размеров структурных элементов повышается неоднородность деформации в местах стыка деформационных доменов, образованных этими структурными элементами .

Таким образом, независимо от масштаба структурного элемента деформационного рельефа наблюдается осцилляция компонент деформации вдоль отдельного элемента (следа сдвига, мезо- и макрополосы). Организация деформации в группе параллельных структурных элементов рельефа направлена на снижение внутридоменной деформации и понижение неоднородность ее протекания .

В заключении авторы благодарят профессоры Лычагина Дмитрия Васильевича за плодотворное сотрудничество и обсуждение результатов .

Литература .

1. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов / Р. Хоникомб. – М.: Мир, 1972. – 408 с .

2. Хирт Дж. Теория дислокаций / Дж. Хирт, И. Лоте. – М.: Атомиздат, 1972.– 600 с .

3. Лычагин Д.В., Старенченко В.А., Соловьева Ю.В. Классификация и масштабная иерархия структурных элементов деформации ГЦК-монокристаллов // Физическая мезомеханика. – 2005. – Т. 8. – №6. – С. 67-77 .

4. Зуев Л.Б. Физика макролокализации пластического течения / Л.Б. Зуев, В.И. Данилов, С.А. Баранникова. – Новосибирск: Наука, 2008. – 328 с .

5. Данилов В.И., Заводчиков С.Ю., Баранникова С.А., Зыков И.Ю., Зуев Л.Б. Прямое наблюдение автоволны пластической деформации в циркониевом сплаве // Письма в ЖТФ. – 1998. – Т. 24. – № 1. – С. 26-30 .

6. Деревягина Л.С., Панин В.Е., Гордиенко А.И. Самоорганизация пластических сдвигов в макрополосах локализованной деформации в шейке высокопрочных поликристаллов и ее роль в разрушении материала при одноосном растяжении // Физическая мезомеханика. – 2007. – Т.10. – №4. – С. 59-71 .

7. Лычагин Д.В., Теплякова Л.А., Шаехов Р.В., Конева Н.А., Козлов Э.В. Эволюция деформационного рельефа монокристаллов алюминия с ориентацией оси сжатия [001] // Физическая мезомеханика. – 2003. – Т.6. – №3. – С. 75-83 .

8. Лычагин Д.В., Шаехов Р.В., Алфёрова Е.А. Влияние кристаллогеометрической установки на неоднородность сдвиговой деформации ГЦК-монокристаллов при сжатии // Фундаментальные проблемы современного материаловедения – 2008. – Т.5. – №2. – С. 101 – 108 .

9. Lychagin D.V., Alfyorova E.A., Starenchenko V.A. Effect of crystallogeometric states on the development of macrobands and deformation inhomogeneity in [ 1 11 ] nickel single crystals // Physical Mesomechanics – 2011. – Т. 14. – №1-2 – С. 66-78 .

10. Алфёрова Е.А., Лычагин А. Д., Лычагин Д. В., Старенченко В.А. Неоднородность деформации монокристаллов никеля с разной кристаллогеометрической установкой // Фундаментальные проблемы современного материаловедения – 2012. – Т.9. – №2. – С. 218 – 224 .

11. Кукса Л.В., Ковальчук Б.И., Лебедев А.А., Эльманович В.И. Исследование микрокартины пластической деформации металлов в различных условиях нагружения // Проблемы прочности. –1976. – №4. – С. 10-15 .

СТОЛКНОВЕНИЕ ДВИЖУЩИХСЯ ДИСКРЕТНЫХ БРИЗЕРОВ

И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ВАКАНСИЕЙ В ДВУМЕРНОМ КРИСТАЛЛЕ

А.А. Кистанов, ст. лаборант, Р.Т. Мурзаев, к.т.н., Л.З. Хадеева, аспирант Институт проблем сверхпластичности металлов РАН Е-mail: andrei.kistanov.ufa@gmail.com Для двумерного моноатомного кристалла с морзевским межатомным взаимодействием описан способ возбуждения движущегося дискретного бризера (ДБ). Изучено столкновение двух ДБ, движущихся навстречу друг другу в одном плотноупакованном атомном ряду. Изучено взаимодействие движущегося ДБ с вакансией, расположенной в том же плотноупакованном атомном ряду, по которому движется ДБ .

Дискретный бризер (ДБ) это локализованная в пространстве колебательная мода большой амплитуды в бездефектной нелинейной решетке [1]. В настоящее время возрос интерес к изучению свойств ДБ в различных кристаллах [2-18]. Концепция ДБ начинает активно использоваться для объяснения различных физических явлений в кристаллах [19-22]. Для физических приложений важным является понятие квазибризера [23], имеющего конечное время жизни и не удовлетворяющего условию строгой периодичности .

–  –  –

условий, следующие: a) A=0.2565, B=0.015, ==0.25, =19.52, x0=1/2, =0.02; b) то же, кроме =0.04 .

Таким образом, на a) ДБ имеет скорость в два раза выше, чем на b). В случае а) происходит практически упругое отталкивание ДБ от вакансии, а в случае b) ДБ рассеивается на вакансии .

Было установлено, что для ДБ, инициированных со значениями 0.035 (VDB4.51), происходит упругое отталкивание от вакансии, а для 0.04 (VDB5.15) ДБ рассеивается на вакансии. Остальные параметры выражения (2) не изменялись при задании начальных условий .

Методом молекулярной динамики в двумерном моноатомном кристалле получен движущийся ДБ и описан способ его возбуждения. Изучено столкновение двух дискретных бризеров, движущихся навстречу друг другу в одном плотноупакованном атомном ряду. Показано, что после столкновения двух ДБ с одинаковой по абсолютному значению скоростью образуется стоячий ДБ большей амплитуды, а при столкновении ДБ с разными скоростями образуется ДБ большей амплитуды, движущийся в сторону более быстрого ДБ. Так же изучено влияние скорости движущегося ДБ на результат его взаимодействие с вакансией. Показано, что для скорости ДБ меньше некоторого порогового значения он упруго отталкивается от вакансии, а при больших скоростях движения он рассеивается на вакансии .

Рис. 1. Стробоскопическая картина движения атомов рассматриваемого кристалла, показывающая ДБ, движущийся вдоль плотноупакованного атомного ряда (в направлении вакансии). Перемещения атомов увеличены в 4 раза. Три атома соседних с вакансией занумерованы римскими цифрами. Для оценки потенциального барьера миграции атома I в вакантный узел исследуется эволюция во времени расстояния между атомами II и III, обозначенное 2Y

–  –  –

Литература .

1. Flach S., Gorbach A. V. // Phys. Rep. 2008. V. 467. P. 1 .

2. Manley M.E. // Acta Mater. 2010. V. 58. P. 2926 .

3. Manley M.E., Alatas A., Trouw F., Leu B.M., Lynn J.W., Chen Y., Hults W.L. // Phys. Rev. B. 2008. V .

77. P. 214305 .

4. Kempa M., Ondrejkovic P., Bourges P., Ollivier J., Rols S., Kulda J., Margueron S., Hlinka J. // J. Phys.:

Condens. Matter. 2013. V. 25. P. 055403 .

5. Kiselev S.A., Sievers A.J. // Phys. Rev. 1997. V. 55, P. 5755 .

6. Khadeeva L.Z., Dmitriev S.V. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 214306 .

7. Кистанов А.А., Дмитриев С.В. // Письма в ЖТФ. 2013. Т. 39(13). С. 78 .

8. Кистанов А.А., Баимова Ю.А., Дмитриев С.В. // Письма в ЖТФ. 2012. Т. 38(14). С. 72 .

9. Дмитриев С.В., Баимова Ю.А. // Письма в ЖТФ. 2011. Т. 37(10). С. 13 .

10. Voulgarakis N.K., Hadjisavvas G., Kelires P.C., Tsironis G.P. // Phys. Rev. B. 2004. V. 69. P. 113201 .

11. Savin A.V., Kivshar Yu.S. // Phys. Rev. B. 2012. V. 85. P. 125427 .

12. Shimada T., Shirasaki D., Kitamura T. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 035401 .

13. Baimova J.A., Dmitriev S.V., Zhou K. // Europhys. Lett. 2012. V. 100. P. 36005 .

14. Khadeeva L.Z., Dmitriev S.V., Kivshar Yu.S. // JETP Lett. 2011. V. 94. P. 539 .

15. Liu B., Baimova J.A., Dmitriev S.V., Wang X., Zhu H., Zhou K. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2013. V. 46 .

P. 305302 .

16. Haas M., Hizhnyakov V., Shelkan A., Klopov M., Sievers A.J. // Phys. Rev. B. 2011. V. 84. P. 144303 .

17. Дмитриев С.В., Медведев Н.Н., Мулюков Р.Р., Пожидаева О.В., Потекаев А.И., Старостенков М.Д. // Изв. вузов. Физика. 2008. Т. 51. № 8. С. 73 .

18. Дмитриев С.В., Хадеева Л.З., Пшеничнюк А.И., Медведев Н.Н. // ФТТ. 2010. Т. 52. № 7. С. 1398 .

19. Dubinko V.I., Selyshchev P.A., Archilla J.F.R. // Phys. Rev. E. 2011. V. 83. P. 041124 .

20. Velarde M.G. // J. Comput. Appl. Math. 2010. V. 233. P. 1432 .

21. Sievers A.J., Sato M., Page J.B., Rossler T. // Phys. Rev. B. 2013. V. 88. P. 104305 .

22. Дмитриев С.В. // Письма о материалах. 2011. Т. 1(2). С. 78 .

23. Chechin G.M., Dzhelauhova G.S., Mehonoshina E.A. // Phys. Rev. E. 2006. V. 74, P. 036608 .

24. Кистанов А.А., Мурзаев Р.Т., Дмитриев С.В., Дубинко В.И., Хижняков В.В. // Письма в ЖЭТФ .

2014. Т. 99(6). С. 403 .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ НАНОЧАСТИЦ НИКЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ В УСЛОВИЯХ КОАЛЕСЦЕНЦИИ

Н.В. Кормишина, студент гр. ОД-101 научный руководитель: Маркидонов А.В., к.ф.-м.н, доцент каф. АиАП Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева Филиал КузГТУ в г. Новокузнецке 654000, г. Новокузнецк, ул. Орджоникидзе, 7 E-mail: markidonov_artem@mail.ru Развитие современного материаловедения связано с развитием нанотехнологий. В настоящее время все большее применение находят нанокристаллические материалы, получаемые, например, при помощи компактирования ультрадисперсных порошков. Такие порошки отличаются от микропорошков меньшей температурой начала интенсивного окисления, более низким содержанием основного вещества, возросшей ролью поверхности, свойствами и структурой оксидной пленки [1] .

Исследование формы и размеров ультрадисперсных порошков металлов, например, при помощи просвечивающей электронной микроскопии, затруднительно из-за склонности наночастиц к коалесценции. Именно коалесценция является одной из причин большой усадки спекаемого материала на основе ультрадисперсных порошков [2] .

Актуальным является исследование процесса фазового перехода кристалл – расплав для наночастиц, так как результаты исследований позволят определить оптимальный температурный интервал работы нанокристаллических элементов. Известно, что температура плавления наночастиц во многом зависит от их размеров. Для определения температуры фазового перехода можно исследовать калорическую кривую U(T). Процесс коалесценции должен отразиться на калорической кривой, в связи с тем, что слияние частиц приводит к уменьшению поверхности, и, как следствие, уменьшению внутренней энергии .

Целью работы является определение зависимости внутренней энергии нанокластера, образующегося при коалесценции двух наночастиц, от температуры .

Объект исследования в настоящей работе отличает малый размер, что затрудняет прямые наблюдения. Поэтому наиболее рациональным видится использование метода компьютерного моделирования. В качестве метода компьютерного моделирования был выбран метод молекулярной динамики, в связи с тем, что он позволяет проводить эксперименты с заданными скоростями атомов и сравнивать динамику исследуемых процессов с реальным временем. Исследование проводилось с помощью пакета МД-моделирования XMD [3]. В качестве потенциальной функции межатомного взаимодействия использовался потенциал Джонсона, рассчитанный в рамках метода погруженного атома. Шаг интегрирования равнялся 5 фс .

Температура расчетной ячейки задавалась путем присвоения атомам случайных скоростей в соответствии с распределением Максвелла-Больцмана для указанной температуры. Моделирование проводилось при постоянной температуре (канонический ансамбль). Для сохранения температуры расчетной ячейки использовался термостат Андерсена .

Объектом компьютерного эксперимента являлись две соприкасающиеся наночастицы никеля .

Для их создания в кристаллической структуре задавались сферы с некоторым радиусом. Затем центр сфер совмещался с одним из узлов решетки, и удалялись все атомы вне этих сфер. После удаления атомов осуществлялась структурная релаксация расчетной ячейки до прихода системы в состояние с минимальной энергией .

а) б) Рис. 1. Наночастицы Ni386 в начале эксперимента (а) и после релаксации при температуре 1500 К (б) Секция 1: Актуальные проблемы физики После построения расчетной ячейки осуществляется релаксация системы при различных постоянных значениях температуры и выполняется расчет полной энергии атомной системы, представляющую собой сумму кинетической и потенциальной энергий всех атомов, которая является внутренней энергией нанокластера .

При заданной температуре система выдерживалась в течение 30 000 шагов компьютерного эксперимента. Значение энергии бралось как среднее из значений, определенных через каждую 1000 шагов. Все расчеты проводились для пар наночастиц, состоящих из 386 атомов. Вешний вид наночастиц в начале эксперимента и после выдержки при определенной температуре представлен на рис. 1 .

Построенная калорическая кривая представлена на рис. 2. Локальные минимумы на кривой соответствуют процессу коалесценции, а скачки – плавлению. Из рисунка видно, что с увеличением размеров наночастиц увеличивается температура плавления. Кроме того, для наночастицы Ni562 калорическая кривая не имеет локального минимума как для частиц Ni266 и Ni386, что, по-видимому, свидетельствует о том, что процесс плавления и коалесценции протекает одновременно. Данные результаты не противоречат имеющимся литературным данным. Так, например, в работе [4] методом Монте-Карло показано, что коалесценция наночастиц алюминия может происходить уже после плавления .

Рис. 2. Калорическая кривая, построенная для наночастиц из N атомов

Таким образом, проведенное исследование показало, что процесс коалесценции наночастиц предшествует непосредственно плавлению, и представляет собой локальный минимум на калорической кривой .

Литература .

1. Попок В.Н., Бычин Н.В. Исследование параметров окисления порошков металлов и неметаллов в среде воздуха // Исследовано в России [Electronic resource]. Mode of access:

http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2009/038.pdf

2. Андриевский Р.А. Изменение физических свойств при спекании // Процессы массопереноса при спекании. Киев: Наукова Думка, 1987. С.100-106 .

3. XMD – Molecular Dynamics for Metals and Ceramics // [Electronic resource]. Mode of access:

http://xmd.sourceforge.net/about.html .

4. Сдобняков Н.Ю., Колосов А.Ю., Комаров П.В., Соколов Д.Н., Хашин В.А. Моделирование процесса коалесценции наночастиц алюминия методом Монте-Карло // Мониторинг. Наука и Технологии. 2012. Вып.3. С.97-106 .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ СВМПЭ ПРИ ДОБАВЛЕНИИ MOS2

Нгуен Суан Тьук, аспирант, С.В. Панин, д.т.н., проф., Л.А. Корниенко, к.ф.-м.н .

Национальный исследовательский Томский политехнический университет 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, тел. (3822)-12-34-56 E-mail: thuc12@sibmail.com Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) в ряду полимерных связующих занимает особое место благодаря высокому сопротивлению изнашиванию, низкому коэффициенту трения, химической стойкости и высокой ударной вязкости СВМПЭ все чаще используется в машиностроении в узлах трения деталей машин и механизмов, а также изделия и конструкции специального назначения, в том числе корпусные элементы вооружений и военной техники, конструкционные материалы для авиа-, вертолето- и ракетостроения, средства индивидуальной и коллективной бронезащиты и т.д. [1]. Композиционные материалы на основе СВМПЭ позволяют кратно повысить износостойкость тяжело нагруженных изделий [2-4]. В последнее время активно разрабатываются микро- и нанокомпозиты на основе СВМПЭ [5-9]. Тип и размер наполнителей определяются областью применения и средой использования композиций (вакуум, химически активная и инертная среда, криогенные либо повышенные температуры) .

Дисульфид молибдена активно используются в качестве смазки (добавки в масла) в широком температурном режиме (-45 до +4000 С). Благодаря слоистому строению решетки дисульфид молибдена, имеют высокую адгезию к металлической поверхности, быстро формируя микрослой (защитную пленку), залечивающий микротрещины и зазоры, выравнивая поверхность трения [10] .

Использование наполнителя в роли твердой смазки в настоящей работе исследованы трибомеханические характеристики композитов на основе СВМПЭ с наполнителем MoS2 в условиях сухого трения и граничной смазки .

Материал и методики исследований В работе использовали СВМПЭ фирмы Ticona (GUR-2122) молекулярной массой 4,0 млн. и размером частиц 5-15 мкм, дисульфид молибдена марки МВЧ-1 ( 1-7 мкм). Образцы полимерных композитов получали горячим прессованием при давлении 10 МПа и температуре 200 С со скоростью последующего охлаждения 5С/мин. Износостойкость материалов в режиме сухого трения определяли по схеме «вал-колодка» при нагрузке на пару образцов 160 Н и скорости вращения вала 100 об/мин в соответствии с ASTM G99 на машине трения СМТ-1. Размер образцов равнялся 7*7*10 мм3. Диаметр контртела из стали ШХ15 составлял 62 мм. Поверхности трения образцов исследовали на оптическом профилометре Zygo New View 6200. Площадь дорожки трения определяли с помощью программного обеспечения «Rhino Ceros 3.0». Механические характеристики определяли при разрывных испытаниях на электромеханической испытательной машине Instron 5582 .

Результаты исследований В табл. 1 приведены механические характеристики СВМПЭ с разными наполнителями. В результате исследований оказалось, что твёрдость СВМПЭ при добавлении MoS2 незначительно изменяется, плотность новых композитов повышается с увеличением содержания MoS2. Предел текучести, как и предел прочности, уменьшаются с ростом содержания наполнителя в композиции, а величина относительного удлинения заметно возрастает .

–  –  –

На рис. 1 приведены интенсивности изнашивания композиций СВМПЭ + n вес.% MoS2 .

Из графика видно, что при введении наполнителей износостойкость СВМПЭ значительно уменьшается. Наименьший износ наблюдается в 2 раза при добавлении 10 вес. % MoS2 .

–  –  –

График тоже показал, что износ изнашивания СВМПЭ в условии смазочной среды (дистиллированной воде) меньше в 2 раза, чем износ изнашивания в условии сухого трения. Оптимальное значение износостойкости достигается при добавлении 10 вес. % MoS2 .

Рис. 1. Интенсивность изнашивания (I) СВМПЭ и композитов СВМПЭ-MoS2: чистый СВМПЭ (1), СВМПЭ + 3 вес.% MoS2 (2), СВМПЭ + 5 вес.% MoS2 (3), СВМПЭ + 10 вес.% MoS2 (4) на стадии установившегося износа в режимах сухого трения и смазки (дистиллированная вода) На рис. 2 приведены шероховатости поверхности дорожек трения СВМПЭ и композитов СВМПЭ-MoS2 .

Видно, что изменение шероховатости поверхностей изнашивания коррелирует с интенсивностью износа, наименьшее значение шероховатости наблюдается в 2 раза при добавлении 10 вес. % MoS2 .

Рис. 2. Шероховатость поверхности дорожки трения (Ra) СВМПЭ и композитов СВМПЭ-MoS2: чистый СВМПЭ (1), СВМПЭ + 3 вес.% MoS2 (2), СВМПЭ + 5 вес.% MoS2 (3), СВМПЭ + 10 вес.% MoS2 (4) на стадии установившегося износа в режимах сухого трения и смазки (дистиллированная вода) Заключение

На основе сравнения полученных результатов можно сделать следующие выводы:

1. Введение промышленно выпускаемого наполнителя MoS2 незначительно снижает механические свойства композиций на основе СВМПЭ (предел текучести, предел прочности); износостойкость композиций на основе СВМПЭ повышается при наполнении его 3-10 вес. % наполнителя вдвое при сухом трении скольжения

2. Дисульфид молибдена играет роль твердой смазки в СВМПЭ при испытании в условии сухого трения и при испытании в условии смазочной воде, обеспечивает высокую износостойкость новых композитов в экстремальных условиях эксплуатации (низкие температуры, агрессивные среды) .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

Литература .

1. Козлова С.П. Трансфер технологий из транспортной отрасли в городское хозяйство по созданию изделий, обладающих антиобледенительными и антикоррозионными свойствами и способных работать в агрессивной среде / «Полимерный кластер Санкт-Петербурга», 2012 .

2. Harley L. Stein. Ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE)//Engineered Materials Handbook.-1999, Vol.2: Engineering Plastics .

3. Охлопкова А.А., Гоголева О.В., Шиц Е.Ю. Полимерные композиционные материалы на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и ультрадисперсных соединений//Трение и износ.Galetz M.C., Blar T., Ruckdaschel H., Sandler K.W., Alstadt V. Carbon Nanofibre-Reinforced Ultrahigh Molecular Weiht Polyethylene for Tribological Applications// Jornal of Applied Polymer Science.- 2007, Vol.104, 4173-4181 .

5. Jiansong Zhou, Fengyuan Yan. Improvement of the Tribological Behavior of Ultra-High-MolecularWeight Polyethylene by Incorporation of Poly (Phenyl p-Hydroxyzoate) // Jornal of Applied Polymer Science.- 2005, Vol.96, 2336-2343 .

6. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах.-М.: Химия, 2000, 672 с .

7. Ruan S.L., Gao P.,Yang X.G., Yu T.X. Toughening high performance ultrahigh molecular weight polyethylene using multiwalled carbon nanotubes // Polymer. – 2003 (44), N 19, 5643-5654 .

8. Виноградов А.В., Охлопкова А.А. Износостойкость дисперсно-наполненного ПТФЭ и критические концентрации ультрадисперсного наполнителя // Трение и износ. – 1995(16), №5, 931-937 .

9. С.В. Панин, В.Е. Панин, Л.А. Корниенко, Т. Пувадин и др. Модифицирование сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) нанонаполнителями для получения антифрикционных композитов// Известия вузов. Химия и химическая технология.- 2011 (54), вып.7, с. 102-106 .

10. Shriver D.F., Atkins P.W, Overon T.L., Rourke J.P. Inorganic Chemistry.- New York: W.H. Freeman, 2006, 326 p .

КАЛОРИМЕТРИЯ ДИТЕЛЛУРИТОКАДМАТ (II) МАГНИЯ

К.Т. Рустембеков, д.х.н., проф., Г.К. Рустембекова, к.х.н .

Карагандинский государственный университет им. Е.А.Букетова 100028, г. Караганда, ул. Университетская, 28 E-mail: rustembekov_kt@mail.ru Теллур и его соединения являются перспективными объектами для поиска новых полупроводниковых и сегнетоэлектрических материалов. Особенно это касается малоизученных сложных оксосоединений, в частности, двойных теллуритов s-d-элементов, которые представляют определенный как теоретический, так и практический интерес для неорганического материаловедения в качестве перспективных веществ, обладающих ценными физико-химическими свойствами .

Цель данной работы – синтез и исследование теплоемкости и термодинамических свойств дителлуритокадмат (II) магния MgCd(TeO3)2 .

Для синтеза двойного теллурита кадмия-магния использовали оксид теллура (IV) марки «ос.ч.», оксид кадмия и карбонат магния квалификации «х.ч.». Методика синтеза аналогична, приведенная в работах [1, 2]. Образование равновесного состава и индивидуальность соединения контролировались с помощью методов рентгенофазового и химического анализов .

Рентгеновскую съемку образца осуществляли на дифрактометре ДРОН-2,0 (CuK-излучение) .

Дифрактограммы порошков синтезированного соединения индицировали методом гомологии [3] .

Корректность индицирования подтверждена близким совпадением экспериментальных и расчетных значений 104/d2 и согласованностью рентгеновской и пикнометрической плотностей. Данные рентгенографического исследования показывают, что синтезированное соединение кристаллизуется в структурном типе искаженного перовскита Рm3m .

Теплоемкость теллурита исследовали методом динамической калориметрии [1, 2] на серийном приборе ИТ-С-400 в интервале температур 298,15-673К. В таблице 1 приведены полученные результаты. Погрешности измерения теплоемкости при всех температурах находятся в пределах точности прибора (±10%) [4] .

–  –  –

Для усредненных значений удельных теплоемкостей при каждой температуре определяли среднеквадратичные отклонения ( ), а для мольных теплоемкостей – случайные составляющие погрешности [2] .

Случайные составляющие погрешности опытных значений теплоемкостей укладываются в пределах погрешности прибора. Проверку работы калориметра проводили измерением теплоемкости

-Al2O3. Найденное опытным путем значение Ср0(298,15) -Al2O3 составило 76,0 Дж/(моль·К), что вполне удовлетворяет справочному (79,0 Дж/(моль·К)) [5] .

При исследовании зависимости теплоемкости MgCd (TeO3)2 от температуры при 523 К обнаружен резкий аномальный -образный скачок, связанный, вероятно, с фазовым переходом ІІ рода. Этот переход может быть связан с катионным перераспределением, с изменением коэффициента термического расширения расширения и изменением магнитного момента синтезированного теллурита (рисунок) .

На основании экспериментальных данных (табл.

1), с учетом температуры фазового перехода ІІ рода выведены уравнения температурной зависимости теплоемкости соединения [Дж/(моль·К)]:

Ср0=(394,7±12,2)-(68,9±2,1)*10-3Т+(196,0±6,0)*105Т-2, (298,15-523К) Ср0=(641,0±19,7)+(676,9±20,9)*10-3Т, (523-573К) Ср0=(818,4±25,2)-(310,6±9,6)*10-3Т-(1402,9±43,2)*105Т-2, (573-673К) На рис. 1 приведено графическое изображение зависимости Cр0~f(Т) .

Ср0, Дж/(моль·К) Т, К Рис. 1. Температурная зависимость теплоемкости MgCd(TeО3)2 С использованием опытных данных по Cр0~f(Т) и расчетного значения S0(298,15) [6] по известным соотношениям в интервале 298,15-673 К рассчитаны термодинамические функции Ср0(Т), S0(Т), Н0(Т)-Н0(298,15) и Фхх(Т) теллурита (табл. 2) .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

–  –  –

Таким образом, методом динамической калориметрии в интервале 298,15-673 К исследована изобарная теплоемкость двойного теллурита магния-кадмия. Выведены уравнения ее температурной зависимости, рассчитаны зависимости термодинамических функций от температуры. В ходе изменения теплоемкости от температуры при 523 К обнаружен -образный эффект, вероятно относящийся к фазовому переходу II рода, свидетельствующий о ценных электрофизических свойствах нового двойного теллурита кадмия .

Результаты исследований могут представлять интерес для направленного синтеза халькогенитов с заданными свойствами, для физико-химического моделирования химических и металлургических процессов с участием соединений теллура, а также могут служить исходными данными для фундаментальных справочников и информационных банков по термодинамическим константам неорганических веществ .

Литература .

1. Рустембеков К.Т., Дюсекеева А.Т., Шарипова З.М. Рентгенографические, термодинамические и электрофизические свойства двойного теллурита натрия-цинка //Известия Томского политехнического университета. – 2009. – Т. 315. - №3. – С. 16-19 .

2. Рустембеков К.Т. Теплоемкость и термодинамические функции теллурита кальция-кадмия в интервале 298,15-673 К // Известия Томского политехнического университета. - 2010.-Т. 317.- №2. - С. 144-146 .

3. Ковба Л.М., Трунов В.К. Рентгенофазовый анализ. - М.: Изд-во МГУ, 1976. - 256 с .

4. Техническое описание и инструкции по эксплуатации ИТ-С-400. - Актюбинск: Актюбинский завод «Эталон», 1986. - 48 с .

5. Robie R.A., Hewingway B.S., Fisher J.K. Thermodinamic Properties of Minerals and Ralated Substances at 298.15 and (105 Paskals) Pressure and at Higher Temperatures. Washington. United States government printing office, 1978. - 456 p .

6. Кумок В.Н. Прямые и обратные задачи химической термодинамики. - Новосибирск: Наука, 1987. - 144 с .

–  –  –

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

–  –  –

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

КОЭФФИЦИЕНТ ПУАССОНА И КРИТИЧЕСКОЕ СМЕЩЕНИЕ АТОМОВ В СТЕКЛАХ

В.С. Сыдыков*, аспир., С.Б. Мункуева*, аспир., Д.С. Сандитов*,**, д.ф.-м.н., проф .

*Бурятский государственный университет, Улан-Удэ, 670000, Россия **Институт физического материаловедения СО РАН, Улан-Удэ, 670047, Россия E-mail: sanditov@bsu.ru В модели делокализованных атомов аморфных сред [1] предельная упругая деформация межатомной связи rm обусловлена флуктуационным смещением связанной частицы на критическое расстояние rm, соответствующее перегибу кривой потенциала U (r ) (иначе, максимуму силы межатомного взаимодействия). Критически смещенная кинетическая единица называется делокализованным атомом. Процесс делокализации атома играет важную роль в ряде свойств аморфных веществ .

Настоящее работа посвящена установлению определенной взаимосвязи между коэффициентом Пуассона и элементарным объемом ve d 2 rm, необходимым для делокализации атома, применительно к стеклообразным твердым телам .

Коэффициент Пуассона характеризует приращение объема тела при одноосной деформации x V x (1 2 ). ((1) V Как показал Микитишин [2], функция коэффициента Пуассона (1 2 ) выражается через физические величины, связанные с тепловыми колебаниями кристаллической решётки, в частности, с температурой Дебая D. Для изотропных структур с гранецентрированной и объемноцентрированной кубическими решётками зависимость (1 2 ) от D m Te оказывается линейной – экспериментальные точки на графиках ложатся на прямые. Здесь m – атомная масса, Te – температура испарения, которая используется для нормировки размерностей [2] .

Данная линейная зависимость означает, что величина (1 2 ) тесно связана со среднеквадратичным смещением атома из равновесного положения r 2, ибо произведение D m является

–  –  –

Флуктуационный объем аморфных сред Ve возникает в результате критических тепловых смещений кинетических единиц из равновесных положений Ve N e ve, ((2) где N e – число делокализованных атомов .

В самом деле, у стеклообразных твердых тел одного класса наблюдается линейная зависимость (1 2 ) от объема делокализации атома ve (рис. 1-3) .

На основе установленной нами закономерности (рис. 1-3) можно сделать заключение о том, что в приращении объема стеклообразного твердого тела V V при одноосной деформации (1) важную роль играет процесс делокализации атома. По-видимому, изменение объема стекла V V при одноосном растяжении происходит примерно так же, как и при его тепловом расширении в результате приращения флуктуационного объема за счет делокализации атомов [3]. Иначе говоря, можно предположить, что приращение объема стекла как при его нагревании, так и при одноосном растяжении под механическим воздействием происходят главным образом по механизму делокализации атомов .

В органических аморфных полимерах «делокализация атома» сводится к критическому смещению небольшого участка основной цепи макромолекулы – предположительно группы атомов, объединенных в соединительное звено [1], что приводит к локальной предельной упругой деформации межмолекулярных связей. На такое смещение (деформацию) участка цепи заметное влияние Секция 1: Актуальные проблемы физики оказывают боковые разветвления («боковые привески»). Минимальным значением обладает полиэтилен, у которого роль боковой цепи («привески») играет легкий атом водорода. Замещение атомов водорода более крупными и тяжелыми атомами фтора при переходе от полиэтилена к политетрафторэтилену приводит к росту от 0.25 до 0.33. Далее, при замене фтора в повторяющемся звене политетрафторэтилена атомом хлора при переходе к политетратрифторхлорэтилену наблюдается еще больший рост : от 0.33 до 0.37 [4] .

Рис. 1. Зависимость функции коэффициента Пуассона (1 2 ) от флуктуационного объема делокализации атома ve для фосфатных стекол NaPO3-Li2SO4 и NaPO3-Na2SO4. Содержание Li2SO4, мол. %: 1 – 0, 2 – 10, 3 – 20, 4 – 30; Na2SO4, мол. %: 5 – 10, 6 – 20, 7 – 30

–  –  –

В неорганических стеклах и их расплавах "образованию делокализованного атома" соответствует низкоактивационный мелкомасштабный процесс локальной предельной упругой деформации структурной сетки, обусловленный критическим смещением мостикового атома типа атома кислорода в структурном фрагменте кремнекислородной сетки Si-O-Si [1]. На такое смещение мостикового Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

атома (локальную деформацию сетки) оказывают определенное влияние ионы щелочных и щелочноземельных металлов – «боковые привески» .

При увеличении содержания ионов натрия (окиси натрия Na2O) в натриево-силикатных стеклах Na2O-SiO2 от 0 до 35 мол. % коэффициент Пуассона возрастает от 0.17 у кварцевого стекла SiO2 до значения 0.25 у стекол Na2O-SiO2 (35 мол. % Na2O), характерного для изотропных тел с центральными силами взаимодействия частиц .

Известно, что при увеличении содержания ионов щелочных металлов R+ (содержания R2O в мол .

%) в щелочно-силикатных стеклах R2O-SiO2 (R=Li, Na, K) возрастает степень ионности межатомных связей и происходит переход от сеточной структуры с направленными силами межатомного взаимодействия (у кварцевого стекла SiO2) к преимущественно ионной изотропной разветвленной структуре с центральными силами взаимодействия ионов (у стекол R2O-SiO2). При введении R2O в кварцевое стекло SiO2 часть мостиковых связей Si-O-Si разрушается и образуются немостиковые ионы кислорода (SiO–), к которым присоединяются ионы щелочных металлов (Si-O–R+). Они («боковые привески») располагаются в пустотах кремнекислородной сетки. При одинаковых содержаниях R2O коэффициент Пуассона растет в сторону увеличения размеров ионов щелочных металлов в ряду Li-Na-K .

Таким образом, коэффициент Пуассона, хотя меняется в небольших пределах, относится к структурно-чувствительным свойствам аморфных твердых тел, зависящим от их атомно-молекулярного строения и динамики решётки. Развито представление о том, что относительное изменение объема стеклообразных твердых тел V V при одноосной деформации определено возможностью делокализации кинетических единиц, что находится в согласии с линейной зависимостью между функцией коэффициента Пуассона (1 2 ) и объемом ve, необходимым для делокализации атома .

Литература .

1. Сандитов Д.С. // ЖЭТФ. 2012. Т. 142. Вып. 1. С. 123–137 .

2. Микитишин С.И. // Физико-химическая механика материалов. 1982. Т. 18. № 3. С. 84–88 .

3. Сандитов Б.Д., Сангадиев С.Ш., Сандитов Д.С. // Физ. и хим. стекла. 2013. Т. 39. № 4. С. 382–389 .

4. Перепечко И.И. Свойства полимеров при низких температурах. М.: Химия, 1977. 271 с .

ПОВЕДЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПУАССОНА

ЩЕЛОЧНО-ГАЛЛОИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ LIX, NAX (X = F, CL, BR, I) Э.Г. Соболева, к.ф. – м.н., доцент Юргинский технологический институт (филиал) Томского политехнического университета 652055, Кемеровская обл., г. Юрга, ул. Ленинградская, 26, тел. (38451) 6-44 -32 E – mail: sobolevaeno@mail.ru Упругие свойства щелочно-галоидных кристаллов сравнительно детально изучены за исключением анизотропных коэффициентов Пуассона hk. Галогениды щелочно-галоидных кристаллов представляют собой кристаллические вещества с кубической гранецентрированной решеткой типа NaCl (рис. 1). В таблицах 1 приведены некоторые физико-химические свойства этих кристаллов с химическими формулами LiX, NaX (X = F, Cl, Br, I) .

Na Cl

–  –  –

Для других галогенидов лития (рис. 2, б - г) температурные изменения коэффициентов Пуассона в низкотемпературной области сходны с начальными участками кривой для LiF. Можно ожидать, что при некоторых Т 300 К 110,1 10 кристаллов LiCl и LiBr станут отрицательными .

Температурные зависимости коэффициентов Пуассона кристаллов NaX показаны на рис. 3 .

Виды этих зависимостей для отдельных кристаллов натриевого ряда в целом схожи между собой: как и следовало ожидать, в точках упругой изотропии все коэффициенты Пуассона данного кристалла равны между собой ( 100 110,001 110,1 10 111 ). Подобного не наблюдалось для аналогичных зависимостей hk(Т) и (Т) в кристаллах галогенидов натрия. При температурах выше соответствующих точек упругой изотропии кристаллов NaX анизотропия их коэффициентов Пуассона описывается следующим неравенством: 110,001100111 110,1 10. В области предплавления NaCl вид зависимостей (Т) напоминает аналогичные кривые в NaClO3, только без перехода в отрицательную область значений 1 .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

–  –  –

Литература .

1. Акустические, упругие и неупругие свойства кристаллов галогенатов натрия: монография / В.Н. Беломестных, Э. Г. Соболева. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 276 с .

2. Ангармоническое эффекты в твердых телах (акустические аспекты): монография / В.Н. Беломестных, Е. П. Теслева. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 151 с .

3. Конек Д. А., Войцеховски К. В., Плескачевский Ю. М., Шилько С. В. Материалы с отрицательным коэффициентом Пуассона. (Обзор) // Механика композитных материалов и конструкций. – 2004. – Т. 10. – №1. – С. 35-69 .

4. Светлов И. Л., Епишин А. И., Кривко А. И., Самойлов А. И., Одинцев И.Н., Андреев А.П. Анизотропия коэффициента Пуассона монокристаллов никелевого сплава // ДАН СССР. – 1988. – Т .

302. – №6. – С. 1372 – 1375 .

5. Baughman R. H., Shacklette J. M., Zakhidov A. A., Stafstrom S. Negative Poissons ratio as a common feature of cubic metals // Nature. – 1998. – V. 392. – No.6674. – Р. 362 – 365 .

6. Францевич И. Н., Воронов Ф. Ф., Бакута С. А. Упругие постоянные и модули упругости металлов и неметаллов. Справочник. – Киев: Наукова думка, 1982. – 286 с .

7. Peresada G. L. On the calculation of elastic moduli of polycrystalls systems from single crystal data // Phys. Status Solidi. – 1971. – V. A 4. – P. K 23 – K 27 .

8. Александров К. С. К вычислению упругих констант квазиизотропных поликристаллических материалов // ДАН СССР. – 1967. – Т. 176. – №2. – С. 295 – 297 .

9. Беломестных В. Н., Соболева Э. Г. Коэффициенты Пуассона щелочно-галоидных кристаллов. Ч.I .

Галогениды натрия // Известия Томского политехнического университета. - 2012 - Т. 320 - №. 2 C. 137-139 .

<

Секция 1: Актуальные проблемы физики

ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ПЛЕНОК CO, ПОЛУЧЕННЫХ

МЕТОДОМ CVD ИЗ ДИИМИНАТА КОБАЛЬТА, В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ

УСЛОВИЙ ОСАЖДЕНИЯ

Р.Р. Хайруллин*,**, студент, С.И. Доровских***, инженер *Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск **ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск ***ФГБУН Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Новосибирск 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, тел: 8-952-802-43-27 E-mail: hairullin@list.ru Тонкие пленки кобальта, сплавов на кобальтовой основе, а также многослойные Co / X композиции, где X другой металл или диэлектрик, являются предметом интенсивных научных исследований и вызывают большой интерес в связи с возможностью их применения в устройствах хранения данных и различных датчиках [1] .

В настоящее время существует множество методов получения металлических пленок, среди которых выделяется метод химического осаждения из газовой фазы (CVD). Данный метод является перспективным для производства, так как позволяет получать пленки высокой чистоты, с высокой однородностью толщины и состава, минимальными повреждениями подложки, высокими скоростями осаждения и возможностью нанесения на изделия сложной формы [2] .

Свойства пленок, получаемых методом CVD, существенно зависят от параметров осаждения, причем характер данной зависимости определяется как материалом пленок, так и типом предшественника (металлоорганического соединения, из которого получают пленки) [3]. Влияние условий CVD-осаждения на свойства пленок Co уже изучалось [4]. Однако практически отсутствуют исследования для пленок Co, полученных из диимината кобальта Co(N’acN’ac)2, применяемого в качестве предшественника. Дииминаты металлов обладают рядом преимуществ: отсутствием кислорода, высокой летучестью, стабильностью, чистотой разложения и практическим выходом [5] .

Таким образом, для получения пленок Co методом CVD из Co(N’acN’ac)2 с требуемыми эксплуатационными характеристиками необходимо знать зависимость их структуры, фазового и химического состава от условий осаждения. В данной работе представлены результаты влияния температуры подложки и температуры испарителя на структурные параметры, морфологию поверхности, фазовый и элементный состав тонких пленок Co, полученных методом химического осаждения из газовой фазы .

Материалы и методика эксперимента Тонкие пленки Co наносили методом CVD на подложки Si (100). Предшественником служил дииминат кобальта Co(N’acN’ac)2. Длительность осаждения всех исследованных образцов составляла 4 часа, в качестве газа-носителя использовали Ar (скорость подачи 1л/ч), а в качестве газа–реактанта

- H2 (скорость подачи 4 л/ч), давление в камере осаждения составляло 1 атмосферу. Были исследованы 2 партии образцов. В первой партии была зафиксирована температура испарителя, равная Тисп = 1200С, при этом температура подложки варьировалась в пределах Тподл = 310420 0С. Во второй партии температура испарителя была увеличена и зафиксирована на 1300С, а температура подложки изменялась от 300 до 3400С .

Структурные исследования проводили на дифрактометре DRON-SEIFERT-RM4 (Cu, = 1.54051 ). Химический состав металлических пленок определяли методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Морфологию поверхности металлических пленок исследовали с помощью атомносилового микроскопа (АСМ) Solver HV и растрового электронного микроскопа (РЭМ) JEOL-JSM 6700 F. Все измерения выполняли в атмосферных условиях при комнатной температуре .

Результаты эксперимента и их обсуждение Согласно данным рентгеноструктурного анализа образцы пленок Co, осажденные при температуре испарителя Тисп = 1200С и при различных температурах подложки, характеризуются лишь одним дифракционным пиком, расположенным между 2 = 44,2 – 44,7 (Рис. 1, а). Асимметричное уширение данного пика можно рассматривать как суперпозицию отдельных отражений, соответствующих -Co и -Co. Детальный анализ дифракционной картины показывает, что данный дифракционный пик включает в себя отражение от -Co (111), имеющего ГЦК – решётку, на угле 2 = 44,3, а также отражение от -Co (002), характеризующегося ГПУ-решёткой, на угле 2 = 44,6. Исходя из этого, трудно однозначно определить фазовый состав изучаемых пленок Co .

Как видно из рис. 1,а, интенсивность дифракционного пика на угле 2 = 44.2 – 44.7 зависит от температуры подложки. Пленки Co, осажденные при Тподл = 3100С, характеризуются отсутствием Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

отражения от фазы Co. Данный пик появляется лишь при повышении температуры подложки до Тподл = 3300С. При последующем увеличении температуры осаждения он становится более интенсивным и достигает максимума при Тподл = 3500С. Однако дальнейший рост температуры способствует уменьшению интенсивности отражения вплоть до его потери при Тподл = 4200С .

а) б) Рис. 1. Дифрактограммы образцов пленок Co, осажденных при различных температурах подложки и при Тисп = 120 (а) и 1300С (б) Повышение температуры испарителя до Тисп = 1300С приводит к некоторым изменениям кристаллической текстуры пленок Co (Рис. 1, б). Дифракционная картина для образцов Co, осажденных при температурах Тподл = 300 – 3400С, содержит дополнительные пики -Co (100) (2 = 41.7), -Co (101) (2 = 47.6) и -Co (200) (2 = 51.7). Интенсивность данных дифракционных пиков также определяется температурой подложки. С увеличением Тподл от 300 до 3200С интенсивность пиков повышается. Однако дальнейший рост температуры подложки до Тподл = 330 и 340 0С приводит к постепенному их ослаблению. Стоит отметить, что пленки Co, полученные при температуре подложки Тподл = 320 0С, характеризуются наиболее ярко выраженной текстурой (максимальная высота дифракционных пиков), что говорит о высокой степени структурной упорядоченности данных пленок .

Размеры областей когерентного рассеяния (ОКР) и микронапряжения в исследованных пленках Co представлены в таблице 1. Из таблицы видно, что размер ОКР пленок, осажденных при Тисп = 1200С, слабо зависит от температуры подложки в диапазоне температур от 300 до 3500С. Однако с увеличением температуры свыше Тподл = 350 0С размер ОКР начинает уменьшаться. Аналогичный характер зависимости размеров ОКР от температуры подложки наблюдается для пленок, осажденных при Тисп = 1300С. При этом сопоставление образцов из первой и второй партий позволяет сделать вывод, что при увеличении температуры испарителя от 120 до 1300С уменьшается температурный диапазон, при котором пленки характеризуются постоянным размером ОКР .

Микронапряжения в пленках Co, осажденных при Тисп = 1200С, снижаются с ростом температуры подложки, в то время как в пленках, полученных при Тисп = 1300С, они остаются постоянны в пределах погрешности измерений (Таблица 1). Стоит отметить, что увеличение температуры испарителя от 120 до 1300С приводит к трехкратному уменьшению микронапряжений .

Методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии установлено, что температура подложки существенно влияет на элементный состав пленок Со. Как видно из таблицы 1, наряду с атомами Co в исследованных пленках присутствуют атомы углерода, кислорода и азота. В случае Тисп = 1200С увеличение температуры подложки от 310 до 4200С приводит к двукратному уменьшению содержания кобальта от 91,4 до 44,2% и к значительному повышению содержания углерода .

Данное изменение химического состава объясняет исчезновение дифракционного пика на угле 2 = 44.2 – 44.7 в пленках Co, нанесенных при Тподл = 4200С .

Однако в случае Тисп = 1300С степень влияния температуры подложки на элементный состав пленок уменьшается. Так, увеличение температуры подложки от 300 до 3300С сопровождается ростом содержания кобальта от 84.8 до 93.5%. Дальнейшее повышение температуры подложки до 3400С приводит к обратному снижению содержания кобальта в пленках до 90,9% .

–  –  –

Согласно исследованиям с помощью РЭМ и АСМ выявлено влияние температур подложки и испарителя на морфологию поверхности пленок Co. Пленки Co, полученные при Тисп = 1200С и Тподл = 310 – 3500С, характеризуются мелкозернистым рельефом (Рис. 2, а, б). Однако дальнейшее повышение температуры подложки до Тподл = 3700С приводит к возникновению «сетчатой» структуры на поверхности исследуемых пленок. Как видно из рис. 2 (в, г), наличие зеренной структуры у пленок Co менее выражено. Увеличение температуры подложки до Тподл = 4200С способствует уменьшению, как толщины «сетки», так и среднего размера зерна данных пленок .

–  –  –

Рис. 2. РЭМ-изображения морфологии поверхности пленок Co, полученных при температуре испарителя Tисп =120 °С и температуре подложки Tподл = 310 (а), 350 (б), 370 (c) и 420°С (г)

–  –  –

Рис. 3. АСМ-изображения морфологии поверхности пленок Co, полученных при температуре испарителя Tисп = 130 °С и температуре подложки Tподл = 300 (а), 310 (б), 320 (в), 330 (г) и 340°С (д) Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

Пленки Co, осажденные при Тисп = 1200С, также характеризуются мелкозернистым рельефом (Рис. 3). При этом по-прежнему наблюдаются развитие «сетчатой» структуры и уменьшение среднего размера зерна пленок с ростом температуры подложки. Однако температура подложки, соответствующая появлению «сетки» на поверхности пленок, опустилась до Тподл = 3400С (рис. 3, д). Кроме того, средний размер зерна пленок Co начинает уменьшаться уже при Тподл = 3300С. Стоит отметить, что средний размер зерна пленок Co, осажденных при Тисп = 1300С (рис. 3) почти в два раза больше, чем у пленок, полученных при Тисп = 1200С (рис. 2) .

Заключение В результате проведенных исследований установлено, что пленки Со, полученные методом химического осаждения из газовой фазы, содержат кристаллы -Co и -Co. Варьирование температуры подложки и температуры испарителя позволяет в широких пределах изменять микроструктуру, текстуру и химический состав пленок Co. Увеличение температуры подложки приводит к снижению содержание кобальта, уменьшению размеров областей когерентного рассеяния и величины микронапряжений .

Кроме того, рост температуры подложки способствует возникновению «сетчатого» рельефа на поверхности пленок и уменьшению среднего размера зерна. С увеличением температуры испарителя от 120 до 1300С снижается степень влияния температуры подложки на элементный состав и величину микронапряжений пленок Со. Однако при этом изменяется текстура пленок: появляются кристаллы новой ориентации, а также сужается интервал температур подложки, в котором исследуемые пленки характеризуются наличием зёренной структуры .

Литература .

1. Chioncel M. F, Haycock P. W. Cobalt thin films deposited by photoassisted MOCVD exhibiting inverted magnetic hysteresis // Chemical Vapor Deposition. - 2006. - № 12. - P. 670–678 .

2. Chioncel M.F, Nagaraja H. S. Domain structures of MOCVD cobalt thin films // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2007. - № 313. – P. 135–141 .

3. Сыркин В. Г. CVD-метод: химическое парофазное осаждение. М.: Наука, 2000. – 496 с .

4. Paranjape, M. A., Mane, A. U., Raychaudhuri, A. K. Metal–organic chemical vapour deposition of thin films of cobalt on different substrates: study of microstructure // Thin Solid Films. - 2002. - № 413. – P .

8-15 .

5. Morozova, N. B.; Stabnikov, P. A.; Baidina I. A. Structure and thermal properties of volatile copper(II) complexes with -diimine derivatives of acetylacetone and the structure of 2-(methylamino)-4methylimino)-pentene-2 crystals // Journal of Structural Chemistry. – 2007. - № 48. – P. 889-898 .

МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССОВ

ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СИНТЕЗИРОВАННЫЕ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ

НАНОЧАСТИЦЫ Cu И.В. Чепкасов, аспирант, Ю.Я. Гафнер, д.ф.-м.н., проф .

Хакасский государственный университет 655017, г. Абакан ул. Ленина, 90, тел. (3902) 22-21-63 E-mail: ilya_chepkasov@mail.ru Изучение отдельных наночастиц и наноструктурного состояния в целом является в настоящее время одной из наиболее интенсивно развивающихся областей исследований в физике, химии и технике. Однако целенаправленное применение кластеров и наночастиц в различных областях нанотехнологий возможно только на основе точного определения их физических, химических и термодинамических особенностей поведения. Из всего спектра, используемых сейчас металлических наночастиц, особое место занимают кластеры меди. Данные частицы обладают многими уникальными свойствами и относительно недороги в производстве. По своим электропроводящим свойствам медные частицы нанометрового размера могут конкурировать даже с серебром. Также огромный спектр применения наночастиц меди имеется в металлургических производствах, к примеру, уменьшение размеров частиц с 10 мкм до 10 нм в порошковой металлургии дает повышение прочности изделий в 30 раз, а добавление нанодисперстных частиц легирующего порошка меди позволяет существенно улучшить пластические характеристики порошковой стали .

Получение наночастиц меди и других металлов в довольно больших количествах с реализацией необходимых, в зависимости от сферы применение, свойств наноразмерных кластеров, предъявляет очень серьезные требование к методам их получения. Одним из перспективных способов синтеСекция 1: Актуальные проблемы физики за ультра - и нанодисперсных частиц является метод испарения и конденсации металлов в атмосфере инертного газа. Простая масштабируемость к большим промышленным нормам и высокая чистота материала с необходимыми свойствами (электропроводность, прочность, пластичность) выгодно отличают частицы, синтезированные газофазным способом, от частиц, полученных другими способами, например механическим размолом .

Однако метод газофазного синтеза имеет и существенные недостатки, такие как неоднородность внутренней структуры и внешней формы получаемых наночастиц. Поэтому, в зависимости от параметров процесса испарения-конденсации, в системе может сформироваться до 90% частиц с явно выраженной несферичной формой и различным внутренним строением. Но полидисперстность получаемых частиц не всегда негативно сказывается на дальнейшем технологическом применении данного материала. В последнее время подобные свободные частицы эффективно применяются в различных химических реакциях ввиду их высокой каталитической активности. К примеру, в работе [1] было показано, что по сравнению с частицами, расположенными на различных подложках, свободные, червеобразные агломераты никеля обладают более значительной величиной поверхности, что увеличивает их каталитическую активность почти в 50 раз .

На наш взгляд основной проблемой масштабного применения металлических частиц, синтезированных из газовой фазы в высокоточных технологиях, является, как уже упоминалось выше, большой процент кластеров с неидеальной структурой и формой. Для решения данной проблемы в экспериментально-промышленных установках по синтезу ультрадисперсных порошков металлов может широко использоваться метод термической обработки получаемых частиц, как заключительный этап синтеза из газовой фазы, следующий за коалесценцией и агломерацией .

В данной части представляемой работы приведено краткое описание базовых положений проведенного нами МД моделирования. Любая из имитационных методик в первую очередь не может обойтись без использования какого-либо потенциала межатомного взаимодействия. Выбор потенциала определяется характером поставленной задачи, временной шкалой, требуемой для моделирования и уровнем достоверности полученных результатов. Поэтому после анализа различных видов представлений потенциальной энергии межатомного взаимодействия имитация процессов термической обработки нанокластеров меди синтезированных из газовой среды была проведена с использованием хорошо зарекомендовавших себя модифицированных потенциалов сильной связи (tightbinding), изложенных в [2] .

Для анализа процессов термического воздействия была использована компьютерная программа MDNTP, разработанная Dr. Ralf Meyer, Universitt Duisburg Germany. Расчеты проводились на сервере SunFire 4150 на базе двух 4-ёх ядерных 64 – разрядных процессоров Intel Xeon с тактовой частотой 3,2 ГГц и объемом оперативной памяти 8 Гб в операционной среде Linux SuSE версии 11.2 .

Частицы меди, взятые для определения наиболее эффективных постконденсационных методик термической обработки, на начальном этапе моделирования были синтезированы из газовой фазы. Начальной точкой процесса конденсации была конфигурация, содержащие 85000 атомов Cu равномерно распределенных в пространстве объемом V = 42600 нм3 с использованием периодических граничных условий. Процесс конденсации атомов меди из газовой фазы был осуществлен с тремя различными скоростями охлаждения U = 0,005 пс-1, U = 0,025 пс-1 и U = 0,05 пс- и двумя конечными температурами Tf = 373 К и Tf = 77 К .

Другим важным моментом моделироРис. 1. Зависимость доли числа атомов с лования является взаимодействие системы с текальной плотной упаковкой CP (в %) от обпловым резервуаром. Для метода молекулярщего числа атомов в кластере N как функция ной динамики естественным является микротемпературы для кластеров размера от 1061 канонический ансамбль, для которого постодо 2807 атомов янной величиной является энергия. Однако в Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

большинстве случаев термодинамические свойства, рассчитанные при условии микроканонического ансамбля, не отражают реальность. При моделировании больший интерес представляет система не с фиксированным значением полной энергии Е, а с постоянным значением температуры Т, то есть уже канонический ансамбль. В такой ситуации система незамкнута, и ее можно представить находящейся в контакте с тепловым резервуаром. Для подобных целей было предложен и развит целый ряд специальных методик моделирования, и, в частности, термостат Нозе [3] или его модификация термостат Нозе-Гувера (Nos-Hoover) [4] .

С целью изучения изменения формы и структурных свойств частиц в зависимости от температуры, был смоделирован постепенный нагрев от 100 до 1200 К получаемых при конденсации нанокластеров меди с шагом по температуре в 100 К. На каждой температуре нагревания частицы выдерживались от 3 до 4 нс, в зависимости от размера кластера (для Cu1061, Cu1098, Cu1460 t = 3 нс, для Cu1996, Cu2686, Cu2807 t = 4 нс). Исследуемые кластеры выбирались таким образом, чтобы максимально полно отразить различия в размерах, исходной форме и структуре получаемых при конденсации частиц .

При подобном моделировании было отмечено две типичные тенденции:

1. Если частица уже обладала достаточно правильным внутренним строением, то при нагреве кластера до температур порядка 300-500 К происходит дальнейшее упорядочение структуры и число атомов соотнесенных с какой либо плотноупакованной координацией (CP) возрастает до 55 60% .

Разрушение дальнего порядка начинается примерно при Т = 600 К, а при Т = 1100 К наблюдается полное расплавление частицы (рис. 1) .

2. При отсутствии ярко выраженного плотноупакованного ядра кластера вследствие интенсивно протекающих при нагреве кинетических процессов происходит образование подобного ядра в области температур от Т = 300 К до Т = 700 К. С дальнейшим ростом температуры также наблюдается разрушение дальнего порядка с завершением процесса к 1100 К (рис.1) .

Относительно небольшие максимальные значения доли числа атомов с локальной плотной упаковкой в исследуемых частицах (не более 65%), связанны с тем, что поверхностные атомы, имеющие координационное число менее 12, не учитывались при подсчете и относились к атомам с разупорядоченной локальной структурой. Доля числа поверхностных атомов в кластере идеальной сферичной формы определяется по формуле Ns/N = 4 N-1/3 (N – число атомов в частице, Ns – число поверхностных атомов) и может достигать около 40 % для кластера, состоящего из 1061 атомов и около 29 % для кластера, состоящего из 2807 атомов [5] .

Оставшуюся долю атомов с разупорядоченной локальной структурой составляют атомы, имеющие 12 ближайших соседей, но не относящиеся к какой либо определенной локальной кристаллической структуре. С учетом этого можно сделать вывод, что при условии имитируемого термического воздействия происходит практически полное упорядочение внутренней структуры синтезированных частиц .

Для объяснения подобного поведения (рис. 1), более подробно рассмотрим процессы атомной перестройки кластеров при условии термического воздействия. На рис. 2 представлены «мгновенные снимки» эволюции кластера Cu1460 при кратковременном термическом воздействии. В качестве примера частицы, с отсутствием ярко выраженного плотноупакованного ядра, был выбран кластер меди с размером в 1460 атомов. После завершения проРис. 2. Эволюция кластера Cu1460 в зависимоцесса синтеза из газовой фазы данный кластер сти от температуры нагрева: а) T = 100 К, б) T имел четко выраженную цепочечную (червеК, в) T = 700 К, г) T = 900 К, д) Т = 1000 образную) форму, часто наблюдаемую при К, е) Т = 1100 К реальных экспериментах по газофазному синСекция 1: Актуальные проблемы физики тезу металлических наночастиц. Такая внешняя форма является прямым следствием процессов агломерации, происходящих при низких температурах окружающей среды в камерах конденсации наночастиц. В нашем случае агломерировало четыре первичных кластера с различным типом кристаллической организации атомов .

Начиная с температуры Т = 100 К и до Т = 400 К практически никаких изменений в кластере Cu1460 не происходит, но при повышении температуры до Т = 500 К форма кластера начинает переходить из цепочечной в сферичную. О перестройке структуры кластера говорит и снижение доли числа атомов с локальной плотной упаковкой в частице, отчетливо наблюдаемое на рис. 1. Интенсивные процессы объединения, вызванные термической обработкой в частице, приводят к незначительному разрушению внутренней структуры прослойки соединяющей две части кластеРис. 3. Электронно-микроскопическое изобрара, и, как следствие, уменьшению доли числа жение термической эволюции наночастицы плотноупакованных атомов (рис. 2 б). При Т = золота сконденсированной из газовой фазы [6] 700 К кластер принимает уже сферичную форму с явно выраженной общей декаэдрической структурой (рис. 2 в), сохраняемой вплоть до температуры плавления .

Для всех шести исследуемых частиц, представленных на рис. 1, при увеличении температуры доля числа атомов с локальной плотной упаковкой растет и достигает своего пика, при температурах от 400 до 700 К, в зависимости от размера частицы и упорядоченности внутренней структуры. Таким образом, для того, что бы улучшить внутреннюю морфологию частицы методом термического воздействия, нет необходимости повышать температуру термообработки выше Т = 700 К, хотя внешняя конфигурация кластера в этом случае не всегда успевает принять идеальную сферическую форму, а может находиться на промежуточном этапе перестройки, и представлять собой эллипсоид .

Подобные результаты изменения внутренней структуры и внешней формы червеобразных кластеров наблюдаются и в экспериментальных исследованиях поэтапной термической обработки наночастиц переходных металлов. На рис. 3 представлены электронно-микроскопические изображения наночастицы золота синтезированной из высокотемпературной газовой фазы и подвергнутой дальнейшему термическому воздействию. Отчетливо видно, что начальная цепочечная форма частицы с повышением температуры всего на несколько сотен градусов трансформируется в эллипсоидную, и далее в идеальную сферичную [6] .

Однако не во всех исследуемых частицах процесс термического воздействия привел к формированию в кластере единой формы и структуры. На рис. 4 представлен кластер Cu1771, который в процессе термической обработки не смог сформировать единой формы, и на протяжении всего процесса нагревания представлял собой две частицы, с различным внутренним строением, разделенным аморфной прослойкой. При нагревании данного кластера от Т = 100 К до Т = 800 К составляющие его части приобрели практически сферичную форму с одновременным сокращением площади соприкосновения между собой (рис. 4 г). При дальнейшем повышении температуры происходит полное расплавление частицы без объединения взаимодействующих сегментов (рис. 4 д и е) .

Было выдвинуто предположение, что подобное поведение частиц при термической обработке, может быть следствием процессов агломерации идеальных сферических кластеров с икосаэдрическими структурами при довольно низких температурах в камерах конденсации. Вследствие чего кинетических энергий столкновения частиц было не достаточно для активации взаимодиффузии поверхностных атомов, и за счет сил межатомного взаимодействия, кластеры просто «прилипали» друг к другу. Так как икосаэдрическая структура соответствует минимальному значению энергии, то при дальнейшем нагреве первичные, слабо связанные между собой икосаэдрические кластеры сохраняли Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

такое построение своих атомов с одновременным превращением своей формы в максимально возможную сферу .

Данное предположение подтверждается при детальном анализе структур первичных частиц .

На рис. 4 а) представлено изображение первичного кластера Cu1771 при температуре Т = 77 К. Отчетливо видно, что изначальный кластер Cu1771 представлял собой частицу, образованную при соединении первичных небольших частиц, с явно выраженным икосаэдрическими структурами. Конкуренция данных локальных координаций в кластере и приводит в дальнейшем к формированию аморфоподобной прослойки между частями частицы .

Рис. 4. Эволюция кластера Cu1771 в зависимости от температуры нагрева: а) Т = 77 К, б) T = 100 К, в) Т = 500 К, г) T = 800 К, д) T = 1000 К, е) T = 1200 К Таким образом, в результате проведенного моделирования ступенчатого термического воздействия на синтезированные из газовой фазы частицы меди, можно сделать вывод о том, что всего у 70% массива исследуемых кластеров в процессе термообработки наблюдалось полное упорядочение внутренней структуры и внешней формы. Оставшиеся 30% кластеров в процессе термоактивируемой релаксации не смогли сформировать единой формы и структуры, а представляли собой конкурирующие части одной частицы с сопоставимыми энергиями поверхностей и химических потенциалов .

В процессе структурирования каждая часть кластера стремилась уменьшить свою поверхностную энергию, приводя внешнюю форму в сферичную, с одновременным уменьшением зоны соприкосновения частиц [7] .

Литература .

1. Weber A.P., Davoodi P., Seipenbusch M. and Kasper G. Size effects in the catalytic activity of unsupported metallic nanoparticles. // Journal of Nanoparticle Research. 2003. V. 5. P. 293 .

2. Cleri F., Rosato V. Tight-binding potentials for transition metals and alloys. // Phys. Rev.В. 1993. V. 48 .

P. 22 .

3. Nos S. A unified formulation of the constant temperature molecular dynamics methods. // J. Phys .

Chem. 1984. V. 81. P. 511 .

4. Hoover W.G. Canonic dynamics: Equilibrium phase-space distribution. // Phys. Rev 1985. V. 31.P .

1965. Demtrder W. Moleklphysik: Theoretische Grundlager und experimentelle Methoder. Mnchen: Olderbourg, 2000. – 460 p .

5. Martin H. Magnusson, Knut Deppert1, Jan-Olle Malm, Jan-Olov Bovin and Lars Samuelson Gold nanoparticles: Production, reshaping, and thermal charging. //Journal of Nanoparticle Research. – 1999. – V .

1. – Р. 243

6. Гафнер Ю.Я., Гафнер С.Л., Чепкасов И.В. Роль термического воздействия на организацию синтезированных из газовой фазы нанокластеров меди и никеля. // ЖЭТФ. 2010. Т. 138. №4. С. 687 .

Секция 1: Актуальные проблемы физики

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ НА ФОРМУ СОЗДАВАЕМЫХ

НАНОЧАСТИЦ МЕДИ

А.М. Чуть, студент гр. ОД-101 научный руководитель: Маркидонов А.В., к.ф.-м.н., доцент каф. АиАП Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева Филиал КузГТУ в г. Новокузнецке 654000, г. Новокузнецк, ул. Орджоникидзе, 7 E-mail: markidonov_artem@mail.ru Наночастицы металлов обладают специфическими свойствами, которые обусловлены наличием большого количества поверхностных атомов. Например, доля атомов, оказавшихся на поверхности частиц никеля со средним размером 5 нм, достигает 15%, в то время как для монокристалла Ni размером 1 см — порядка 10-6% [1]. Из-за нескомпенсированных связей атомов, расположенных на поверхности наночастицы, увеличивается способность адсорбции материала, меняется температура плавления и т.д .

Специфические свойства металлов в ультрадисперсном состоянии открывают широкие возможности для их применения в технике, медицине и сельском хозяйстве. Так, например, наночастицы меди используются как катализатор в процессе получения каучука, они улучшают эксплуатационные свойства технических масел, имеют антибактериальные свойства, в результате чего широко применяются при дезинфекции помещений и инструментов, при упаковке и хранении пищевых продуктов [2] .

Одним из наиболее перспективных методов получения наночастиц многих цветных металлов является метод конденсации из высокотемпературной газовой фазы [3]. Отсутствие дефектов выгодно отличает наночастицы, получаемые данным методом, от порошков, изготавливаемых, например, методом механического разлома. Несмотря на это, проблема получения наночастиц с заданным размером, структурой и физическими свойствами до конца не разрешена .

Целью настоящей работы является определение влияния скорости охлаждения газовой фазы на форму наночастиц меди .

Объект исследования в настоящей работе отличает малый размер, что затрудняет прямые наблюдения. Поэтому наиболее рациональным видится использование метода компьютерного моделирования. В качестве метода компьютерного моделирования был выбран метод молекулярной динамики, в связи с тем, что он позволяет проводить эксперименты с заданными скоростями атомов и сравнивать динамику исследуемых процессов с реальным временем. Исследование проводилось с помощью пакета МД-моделирования XMD [4]. В качестве потенциальной функции межатомного взаимодействия использовался потенциал Джонсона, рассчитанный в рамках метода погруженного атома. Шаг интегрирования равнялся 5 фс .

Температура расчетной ячейки задавалась путем присвоения атомам случайных скоростей в соответствии с распределением Максвелла-Больцмана для указанной температуры. Моделирование проводилось при постоянной температуре (канонический ансамбль). Для сохранения температуры расчетной ячейки использовался термостат Андерсена .

Для создания наночастицы в кристаллической структуре, моделирующей кристаллит меди, задавалась сфера с некоторым радиусом. Затем центр сферы совмещался с одним из узлов решетки, и удалялись все атомы вне этой сферы. После удаления атомов осуществлялась структурная релаксация расчетной ячейки до прихода системы в состояние с минимальной энергией. В настоящей работе использовалась наночастица, состоящая из 456 атомов .

Для определения температуры фазовых переходов можно построить калорическую кривую U(Т). Точки разрыва данной кривой соответствуют фазовым переходам. Так на рис. 1 представлена данная кривая .

Как следует из рисунка, температура плавления наночастицы составляет около 970 К, в то время как температура плавления массивного образца меди – 1356 К. Разница между температурой плавления и кристаллизации в нашем случае составляет 200 К .

Для исследования процессы конденсации наночастица выдерживалась при температуре 2900 К (температура кипения меди) в течении 100 000 шагов компьютерного эксперимента, а затем температура постепенно снижалась до 77 К. Данная температура была выбрана в связи с тем, что на промышленных установках по получению нанопорошков в качестве охлаждающей жидкости используют жидкий азот [3] .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

Рис. 1. Зависимость потенциальной энергии наночастицы Cu456 от температуры при процессах плавления и кристаллизации На рис. 2 представлены результаты компьютерного эксперимента. Для большей наглядности при построении рисунка использовался визуализатор распределения потенциальной энергии. Так, атомы, энергия которых выше, окрашиваются в более светлый цвет, а у которых ниже – в темный .

–  –  –

Как видно из рисунка, при скорости охлаждения 0.02 фс-1 наночастица имеет неупорядоченную структуру, при скорости 0.01 фс-1 – формируются фрагменты кристаллографических плоскостей, а при скорости 0.005 фс-1 – образуется почти идеальная наночастица сферической формы .

Секция 1: Актуальные проблемы физики

Литература .

1. Лопатько К.Г., Афтандилянц Е.Г., Зауличный Я.В., Карпець М.В. Получение и применение наночастиц, содержащих медь и серебро //Труды института проблем материаловедения им .

И.Н.Францевича. 2010. №1. С.232 - 243 .

2. Каплуненко В.Г., Косинов Н.В., Бовсуновский А.Н., Черный С.А. Нанотехнологии в сельском хозяйстве // Зерно. 2008. №4 [Electronic resource]. Mode of access : http://www.zernoua.com/?p=2025 .

3. Гафнер Ю.Я., Чепкасов И.В. Компьютерное моделирование процессов образования наночастиц меди при конденсации из газовой фазы // Материалы Международной научно-технической конференции «INTERMATIC – 2012». Москва, 2012. Ч.1. С.37 - 40 .

4. XMD – Molecular Dynamics for Metals and Ceramics // [Electronic resource]. Mode of access:

http://xmd.sourceforge.net/about.html .

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ МЕЖФАЗНОЙ ГРАНИЦЫ В СПЛАВЕ СТ3

А.С. Богданов, магистрант, инженер, *Б.Ф. Демьянов, д.ф.-м.н., профессор Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, г. Черноголовка 132432, Московская обл., г. Черноголовка ул. Академика Осипьяна, 8, тел. (49652)-46-3-89 *Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, г. Барнаул E-mail: alexsandr-bogdanov@mail.ru Одним из основных структурных элементов металлических материалов, имеющих поликристаллическое строение, являются границы зерен (ГЗ). Границы зерен играют большую роль в управлении свойствами материалов, прежде всего это связано с существенным влиянием ГЗ на многие определяющие свойства поликристаллов (предел текучести, вязкость, пластичность, рекристаллизация, диффузия, ползучесть и др.) .

Наиболее важной характеристикой зернограничного ансамбля является зависимость энергии границ зерен от угла разориентации зерен E E ( ). ГЗ в поликристалле образует систему внутренних поверхностей, связанную через тройные стыки. Исследование вариаций углов в тройных стыках может дать информацию о диапазоне зернограничной энергии в поликристалле [1,2] .

Целью данной работы является исследование микроструктуры поликристаллического сплава Ст3 и определение межфазной энергии ГЗ для ферритной фазы .

Тройной стык зерен представляет собой линейный дефект, вдоль которого сопрягаются три различно ориентированных зерна или три зернограничных поверхности. Если энергия всех ГЗ имеет одинаковую величину, то углы в тройном стыке равны 120°. Если энергии ГЗ имеют различную величину, то и величина углов будет различна .

Существуют два основных экспериментальных метода определения абсолютных значений энергии границ зерен: метод Херринга (по структурно-энергетическим особенностям границ зерен, сходящихся в тройном стыке) и метод Маллинза (по двугранному углу, образованному склонами канавки термического травления границы) [3]. Эти методы аналогичны, так как основаны на исследовании равновесия системы трех границ раздела [4,5] .

Использование метода Херринга для измерения энергии ГЗ представляет трудную задачу. В общем случае необходимо знать значения энергии двух границ в стыке, чтобы вычислить энергию третьей ГЗ .

Сплав Ст3 относится к ферритному классу с небольшим содержанием углерода (до 0,22%) .

Основными фазами этой стали являются феррит и перлит. Феррит это -железо с содержанием углерода менее 0,006% при комнатной температуре. Феррит имеет ОЦК решетку, его свойства близки к свойствам чистого железа. Углерод с железом образуют твердый раствор внедрения. Перлит это эвтектоид системы Fe-Fe3C. Перлит образуется при температуре 727 °C из аустенита высокотемпературной фазы Fe с ГЦК решеткой [6] .

Структура перлита представляет собой параллельные пластинки цементита Fe3C и феррита (рис. 1а-б) .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

–  –  –

Межфазная граница имеет энергию для измеренных стыков в диапазоне от 395 мДж/м2 до 475 мДж/м2. Данная величина (435 мДж/м2 – среднее значение межфазной энергии) существенно меньше энергии ГЗ в феррите (700 мДж/м2). Это может быть объяснено влиянием углерода. Как известно границы раздела обладают свободным объемом. Заполнение свободного объема атомами малого размера (атомами углерода) происходит более эффективно, что и приводит к релаксации структуры межфазной границы к понижению ее энергии .

Известно, что границы зерен имеют различную энергию, величина которой напрямую влияет на угловые соотношения между границами зерен, образующими тройной стык. Поэтому измерения углов в тройном стыке могут позволить оценить вариацию энергии границ зерен в поликристалле [8,9] .

В настоящей работе были выбраны 150 тройных стыков, содержащих перлитную фазу, и измерены углы 1, 2, 3 по следующей схеме (рис. 4) .

По статистическим данным углов в тройных стыках была построена гистограмма угловых соотно- Рис. 4. Схема тройного стыка трех зерен шений для перлита (рис. 5) .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

Рис. 5. Гистограмма статистического распределения углов перлита в межфазной границе Ст3 Гистограмма, показанная на рис. 5, имеет сложный вид. Распределение углов представляет собой кривую, характеризующуюся двумя максимумами, которая является бимодальной. Первый максимум приходится на угол 7580°, что соответствует энергии межфазной границы 450 мДж/м2. Второй максимум наблюдается при 100°, соответствующая энергия 545 мДж/м2. «Хвосты» распределения, по-видимому, связаны с неравновесными границами .

Таким образом, в настоящей работе получена расчетная формула для определения энергии межфазной границы. Впервые измерена энергия межфазной границы феррит-перлит сплава Ст3. Измерены углы между границами зерен, образующих тройной стык, и построена гистограмма распределений. По виду распределений сделаны выводы о характере вариаций межфазной энергии границ зерен .

Литература .

1. Богданов А.С., Демьянов Б.Ф. Исследование структуры тройных стыков границ зерен в ОЦК и ГЦК металлах // Горизонты образования, 2012, вып. 14. http://edu.secna.ru/media/f/fizika.pdf, С. 3-5

2. Богданов А.С., Демьянов Б.Ф. Определение энергии границ зерен в меди // Горизонты образования, 2013, вып. 15. http://edu.secna.ru/media/f/fisika_tez_2013.pdf, С. 12-14

3. Глейтер Г., Чалмерс Б. Большеугловые границы зерен. - М.: Металлургиздат, 1975. - 375 с .

4. Brent L. Adams. Mapping the Grain-Boundary Character-(Free) Energy Linkage in Polycrystalline Materials // Textures and Microstructures. - 1996. - V. 26, pp. 5–10 .

5. Мартынов А.Н. Исследование атомных механизмов структурных превращений вблизи границ зерен кручения в ГЦК металлах. Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н. - Барнаул, 2011. - 150 с .

6. Смитлз К. Дж. Металлы. Справочное руководство. М.: Металлургия. 1980. - 447 с .

7. Мак Лин Д. Границы зерен в металлах. - М.: Металлургиздат, 1960. - 322 с .

8. Tschopp M.A., McDowell D.L. Asymmetric tilt grain boundary structure and energy in copper and aluminium // Philosophical Magazine. 2007. V.87. No.25. P. 3871–3892 .

9. Драгунов А.С., Демьянов Б.Ф., Векман А.В. Энергия симметричных границ зерен наклона в алюминии // Ползуновский альманах, 2009. – №3. Том 2. – С.133-135 .

–  –  –

На рис. 3 представлена картина дифракции рентгеновских лучей, полученная от поверхности разрыва между соединенными твердофазной реакцией сплавами никелида титана и нержавеющей сталью. А в таблице 1 приведены результаты ее расшифровки .

Видно, что кроме компонентов, входящих в нержавеющую сталь (Fe, Cr, Ni) присутствуют фазы, которые образовались в ходе реакции: NiCr, NiTi, Ni2Ti, Ti2Ni, Fe2Ti, Ni3Ti .

Из рентгенограмм (рис. 2) можно видеть, что после прохождения реакции на поверхности нержавеющей стали, произошло перераспределение компонентов и выявлен титан. Это может быть вызвано направленной диффузией титана в процессе механохимической реакции, протекающей при значительной пластической деформации. В результате совместного динамического нагружения образцов никелида титана и нержавеющей стали, в зоне контакта происходит перераспределение компонентов сплавов и механохимические реакции, продукты которых связывают образцы. Мартенситные превращения в сплавах свидетельствует об их структурной нестабильности и возможности прохождения твердофазных реакций под действием давления .

Области локального плавления мы видим в эксперименте. Энергия, выделившаяся при механическом воздействии, может расходоваться на нагревание и плавление материала в зоне контакта .

–  –  –

2,01 2,00 2,00 1,986 С 1,73 1,96 1,95

–  –  –

С С 1,9737 С 1,4321 1,496 1,473 1,416 1,511 1,421 1,38

–  –  –

1,1728 1,222 1,275 1,187 1,230

–  –  –

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

–  –  –

СТРУКТУРНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ В НАНОВОЛОКНАХ CUAU I СО

СВЕРХСТРУКТУРОЙ L10 В ПРОЦЕССЕ ОДНООСНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ

ТЕМПЕРАТУРАХ

О.В. Яшин, аспирант, С.А. Романовский, аспирант, М.Д. Старостенков, д.ф.-м.н., профессор Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46, каф. Общей физики, тел. 8-923-648-66-60 E-mail: rubtsovsk@inbox.ru Существует большое разнообразие нанообъектов с уникальными свойствами, которые могут быть использованы при проектировании и разработке новых материалов. Примером таких нанообъектов могут служить нановолокна и нанотрубки. Особый интерес для исследования представляют Секция 1: Актуальные проблемы физики нановолокна на основе упорядоченных сплавов и интерметаллидов. Основные исследования металлических нановолокон сосредоточены на изучении влияния состава, структуры и формы нановолокна на его механические свойства. Данная статья посвящена исследованию проявления анизотропии свойств сплавов в процессе деформации нановолокон в двух различных направлениях при температурах 10, 300 и 600 К .

Эксперимент проводился на расчетном блоке, имитирующем трехмерное нановолокно сплава CuAu I со сверхструктурой L10. Для расчета динамики атомной структуры был применен метод молекулярной динамики с использованием парных потенциалов Морзе [1]. Взаимодействие между атомами ограничивалось тремя первыми координационными сферами. Время одной итерации при расчете методом молекулярной динамики равнялось 10-14 с .

Применение потенциала Морзе хорошо себя оправдывает при исследовании большинства дефектов, образующихся в ходе структурно-энергетических превращений в процессе деформации .

Имеется много исследований поведения дефектов различного рода с использованием данного потенциала как для двумерных моделей, так и трехмерных [2-10]. Потенциал Морзе широко применяется при исследовании таких дефектов, как границы зерен и антифазные границы, которые играют большую роль в процессах деформации интерметаллидов и упорядоченных сплавов .

На сегодняшний день проведены исследования стабильности сплавов меди и золота при различных температурах. Параметры устойчивой кристаллической решетки сплава CuAu I, рассчитанные для температуры 10, 300 и 600 К в работе [11], были использованы при моделировании нановолокна в настоящей статье (a = b = 0,3958 нм, с = 0,3666 нм для температуры 10 К, a = b = 0,3901 нм, с = 0,3606 нм для температуры 300 К и a = b = 0,389 нм, с = 0,359 нм для температуры 600 К) .

Динамическая одноосная деформация растяжения задавалась посредством поступательного смещения всех атомов, находящихся в пространстве между захватами (атомами, составляющими жесткие границы), вдоль соответствующей оси растяжения 100 (010) или 001 на 0,002 нм через 10-13 с, что соответствует скорости деформации порядка 3,5·109 с-1. Компьютерный эксперимент выполнялся при температуре, соответствующей 10, 300 и 600 К, которая задавалась через начальные скорости атомов в соответствии с распределением Максвелла. Для поддержания постоянной температуры применялся термостат Берендсена [12] с частотой коррекции скорости один раз в 10–13 с. Данный термостат применялся ранее при моделировании деформации нановолокон ГЦК металлов и сплавов в работах [2-4] и ГЦТ металлов .

На любом этапе деформации предполагалась возможность последующего охлаждения расчетного блока до 0 К, посредством диссипации энергии за его пределы, с целью детального анализа произошедших в нем структурных изменений .

В процессе эксперимента, на каждом этапе деформации рассчитывалась запасаемая энергия, приходящаяся на отдельный атом в зависимости от времени. Был создан визуализатор трехмерного атомного расчетного блока кристалла с возможностью поворота и выделения атомных плоскостей в заданном направлении, позволяющий наблюдать эволюцию дефектной структуры на атомном уровне .

В результате исследования для нановолокон CuAu I с ориентациями осей растяжения в направлениях 100 (010) и 001 получена зависимость запасенной энергии деформации кристалла от времени растяжения. Анализ графиков данной зависимости позволяет выделить четыре основные этапа (стадии) структурно-энергетических превращений: квазиупругая деформация (I), пластическая деформация (II), течение – образования шейки (III) и разрушение (IV) .

В результате компьютерных получены различные длительности этапов деформации для нановолокон с осями растяжения в направлениях 001 и 100 (010). Численные результаты длительности этапов деформации представлены в таблице 1 .

Прямая зависимость значения максимального напряжения на захватах от температуры для нановолокон 100(010) CuAu I может быть объяснена обнаруженными особенности структурноэнергетических превращений, которые не характерны для нановолокон CuAu I, деформируемых в направлении 001 и для нановолокон ГЦК металлов [2-4]. Особенности структурно-энергетических превращений нановолокон 100(010) CuAu I проявляются следующим образом: на первой стадии деформации наблюдается расщепление биатомных плоскостей семейства {100} ({010}) на две моноатомные плоскости, на второй стадии деформации происходит поворот центрального участка нановолокна и образование C-домена .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

–  –  –

Для нановолокон 001 CuAu I наблюдается классическая обратная зависимость максимального напряжения на захватах от температуры эксперимента. На первой стадии деформации происходит накопление точечных дефектов (вакансий, атомов замещения и пар Френкеля). В конце первой стадии наблюдается резкое падение запасенной энергии деформации, которое сопровождает проскальзывание участков нановолокна друг относительно друга, происходит аннигиляция точечных дефектов. На второй стадии деформации наблюдается пластическая деформация со скольжением участков нановолокна друг относительно друга по плоскостям с наиболее плотной упаковкой атомов. В конце второго этапа деформации образуется шейка. Дальнейшие процессы структурноэнергетических превращений наблюдаются преимущественно в области шейки. Запасенная энергия в течение третьего этапа деформации остается неизменной и колеблется в узком коридоре порядка 0,01 эВ/атом. В конце третьего этапа деформации происходит разрушение – разделение нановолокна на две части, сопровождаемое падением запасенной энергии деформации .

Резюме

В работе исследована ориентационная анизотропия сплавов некубической симметрии на примере нановолокон CuAu I при температурах 10, 300 и 600 К. Наиболее существенные различия, наблюдаемые в процессе структурно-энергетических превращений были следующими:

1. Откольная прочность (максимальное напряжение в конце первой стадии деформации) при всех рассматриваемых температурах выше для нановолокон с ориентацией оси растяжения в направлении 001, чем для нановолокон 100(010). Величина разницы откольных прочностей уменьшается с ростом температуры, и практически совпадает при 600 К .

2. Длительность первого этапа деформации для нановолокон с ориентацией оси растяжения 001 больше чем для нановолокон с ориентацией оси деформации100 (010) .

3. Длительность второго этапа деформации для нановолокон рассматриваемы ориентаций при температуре 10 К практически совпадают. При температурах 300 и 600 К длительность второго этапа деформации нановолокон 001 CuAu I меньше чем 100 (010) CuAu I .

4. Для нановолокон 100(010) CuAu I выявлены особенности структурно-энергетических превращений, которые проявляются следующим образом: на первой стадии деформации наблюдается расщепление биатомных плоскостей семейства {100} ({010}) на две моноатомные плоскости, на второй стадии деформации происходит поворот центрального участка нановолокна и образование C-домена .

Полученные результаты пп. 1-4 согласуются с данными моделирования, полученными ранее для ГЦК нановолокон в работах [2-4] .

При внесении вакансий в изначально бездефектное нановолокно наблюдалось уменьшение величины предела текучести с увеличением концентрации вакансий при температурах 10, 300 и 600 К .

Данные результаты хорошо согласуются с полученными ранее для нановолокон сплава Ni3Al [2-4] .

Исследование выполнено при финансовой поддержке грантов РФФИ в рамках проектов № 13а, № 14-02-98000-р_сибирь_а, а также при финансовой поддержке грантов РНФ в рамках проектов № 14-12-00389 и № 14-12-00831 .

Литература .

1. Царегородцев А.И., Горлов Н.В., Демьянов Б.Ф., Старостенков М.Д. Атомная структура антифазной границы и ее влияние на состояние решетки вблизи дислокации в упорядоченных сплавах со сверхструктурой L12//Физика металлов и металловедение. – 1984. – Т. 58. – Вып. 2. – С. 336-343 .

Секция 1: Актуальные проблемы физики

2. Старостенков М.Д., Синица Н.В., Яшин А.В. Структурная перестройка в нановолокне Ni3Al, содержащем планарные неконсервативные антифазные границы, при высокоскоростной одноосной деформации растяжения//Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. – 2010. – Т. 15. – № 3-1n. –С. 1072-1073 .

3. Потекаев А.И., Старостенков М.Д., Синица Н.В., Яшин А.В., Хорошилов Д.Е. Механизмы структурной перестройки в модели нановолокна интерметаллида Ni3Al, содержащего длиннопериодические антифазные границы, в процессе высокоскоростной деформации одноосного растяжения // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2010. – Т. 53. – № 8. – С. 47-54 .

4. Потекаев А.И., Старостенков М.Д., Синица Н.В., Яшин А.В., Харина Е.Г., Кулагина В.В. Особенности структурной перестройки в нановолокне интерметаллида Ni3Al, содержащего длиннопериодические парные термические антифазные границы, в процессе высокоскоростной деформации одноосного растяжения в направлении 001//Известия вузов. Физика. 2011. Т. 54. № 2. С. 48-55 .

5. Старостенков М.Д., Дмитриев С.В. Распределение пространственных многогранников по координационным сферам в ОЦК-решетке // Журнал структурной химии. 1993. Т. 34. № 4. С. 107 .

6. Mulyukov R.R., Starostenkov M.D., Structure and physical properties of submicrocrystalline metals prepared by severe plastic deformation // Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 2000. V. 13. № 1. P. 301 .

7. Полетаев Г.М., Старостенков М.Д., Пацева Ю.В. Ведущие механизмы самодиффузии в двумерных металлах // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2004. Т. 1. № 2. С. 124-129 .

8. Маркидонов А.В., Старостенков М.Д., Яшин А.В. Структурные трансформации вакансионной поры при радиационном облучении материала//Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2013. Т.10. №1. С. 12-20 .

9. Маркидонов А.В., Старостенков М.Д., Павловская Е.П., Яшин А.В., Полетаев Г.М. Низкотемпературное растворение поры вблизи поверхности кристалла под воздействием ударных волн//Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2013. Т.10. №2. С. 254-260 .

10. Маркидонов А.В., Старостенков М.Д., Павловская Е.П., Яшин А.В., Медведев Н.Н., Захаров П.В .

Структурная трансформация вакансионных пор в деформированном кристалле под воздействием ударных волн // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2013. № 4. С. 563Попова Л.А. Исследование атомных механизмов структурных и сверхструктурных превращений в сплаве CuAu I //Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. к. ф.-м. н. – Барнаул. – 2008. – 20 с .

12. Berendsen H.J.C., et al. Molecular-dynamics with coupling to an external bath // J. Chem. Phys. – 1984 .

– V. 81. – № 8. – P. 3684-3690 .

РАЗМЕР ФРАГМЕНТОВ, ДИФРАКЦИОННАЯ КАРТИНА И СТЕПЕНЬ ДЕФОРМАЦИИ

ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ СТАЛИ 30ХГСА ПОСЛЕ ДЕФОРМАЦИИ

М.К. Скаков, д.ф.-м.н., профессор, Г.К. Уазырханова*, Ph.D, старший преподаватель Национальный ядерный центр Республики Казахстан, г. Курчатов *Восточно-Казахстанский государственный технический университет имени Д.Серикбаева г. Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева 19, тел 87776515674, E-mail: GUazyrhanova@mail.ru Как известно [1,2], явление деформационного измельчения (фрагментация) структуры лежит в основе подавляющего большинства упрочняющих технологий обработки конструкционных изделий и сплавов, таких как прокатка, волочение, ковка и т.д. В последние годы весьма интенсивно развиваются основанные на этом явлении методы получения субмикро- и нанокристаллических конструкционных материалов. Установлено, что при определенных условиях деформирования исходный материал может перейти в субмикро или даже нанокристаллическое состояние [3]. Это приводит к проявлению у них принципиально новых физических и механических свойств. С ростом степени пластической деформации размер фрагментов убывает. Тем не менее вопрос о характерных изменениях в микродифракционной картине наблюдаемое при росте пластический деформации и измельчения размера фрагментов и зависимость числа рефлексов (n) на микроэлектронограмме от размера фрагментов (D) до сих пор недостаточно исследованы .

В связи с вышеизложенным, целью данной работы является изучить характер изменения микродифракционных картин наблюдаемых при горячей деформации прокатом в поверхностных слоях валка, выполненной из стали 30ХГСА. Установить связь между средним размером микрозерен (D), формируюВсероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

щих дифракционную картину, и числом точечных рефлексов на кольце (n), а также оценить интегральную степень пластической деформации, которой подвергаются поверхностные слои валка, выполненной из стали 30ХГСА .

В качестве материала исследования использовали сталь 30ХГСА в горячедеформированном состоянии. Химический состав стали: 0,3 % С; 0,8-1,1% Сг; 0,8-1,1 % Мn; 0,8-1,1 % Si; 0,025 % Р;

0,025 % S; остальное железо по ГОСТу 4543-71. Структурные исследования образцов стали проводили в НИИ нанотехнологий и новых материалов ВКГТУ им Д. Серикбаева и в научных лабораториях Томского Государственного архитектурно-строительного университета (Россия) методом электронной дифракционной микроскопии на тонких фольгах .

По мере приближения к поверхности валка возрастает как степень, так и температура пластической деформации. Вследствие этого формируется более совершенная фрагментированная субструктура. Здесь следует напомнить, что фрагментированная субструктура является последней субструктурой в цепочке субструктурных превращений, характерных для ОЦК материалов [4]. Когда она достигает необходимого совершенства, по её границам развиваются расслаивающие трещины .

С ростом степени пластической деформации размер фрагментов убывает. Наиболее полные данные об этом опубликованы в [5]. В этой работе приведена логарифмическая зависимость размера ячеек (или фрагментов) от степени пластической деформации: gD f ( g ), где D – размер ячеек (или фрагментов), - степень пластической деформации. Было показано, что эта зависимость для чистых ОЦК металлов близка к прямолинейной. Количественные данные для стали мартенситного класса со сходным химическим составом, деформированной растяжением представлены в [6] .

Здесь наблюдается линейное убывание размера фрагментов со степенью пластической деформации в нормальных (а не логарифмических) координатах. Поэтому зависимости приведенные в [5,6] могут быть использованы для определения степени предшествующей деформации .

С ростом степени пластической деформации и измельчением размера фрагментов наблюдаются характерные изменения в микродифракционной картине, наблюдаемой в электронном микроскопе. На рисунках 1-2 приведены электронно-микроскопические изображения фрагментированной субструктуры и соответствующие им микродифракционные картины, полученные после термообработки и в различных слоях валка исследуемой стали 30ХГСА после деформации. С развитием фрагментации увеличивается число кристаллов (фрагментов) в единице площади объекта, вследствие чего дифракционная картина изменяется (следует учитывать, что каждый фрагмент дает свои отражения) .

Вторым фактором, влияющим на усложнение микродифракционной картины, является средняя разориентировка на границах фрагментов. Если она увеличивается и фрагменты приближаются по своим свойствам к микрозернам, микродифракционная картина приближается к кольцевой. Напротив, если угол разориентировки остается небольшим, микродифракционная картина остается точечной, содержащей одну или несколько плоскостей. Как видно из рисунка 2, кольцевые микродифракционные картины наблюдаются в сталях после деформации, после термообработки точечные (рисунок 1) [7]. Это означает, что фрагменты, возникающие в ходе деформации стали, значительно разориентированы относительно друг друга. Фрагменты, образованные термообработкой стали, практически неразориентированы .

Рис. 1. Электронно-микроскопическое изображение фрагментированной субструктуры и соответствующая микродифракционная картина, полученная после термообработки (а,б) [7] На основании полученных результатов можно установит связь между средним размером микрозерен (D), формирующих дифракционную картину, и числом точечных рефлексов на кольце (n) .

Таким образом, имея зависимость: n f D, по числу точечных рефлексов на кольце микродифракци

<

Секция 1: Актуальные проблемы физики

онной картины можно определить средний размер микрозерен в конкретном локальном объеме материала. В настоящей работе были проведены подобные измерения для исследуемой стали 30ХГСА и стали мартенситного класса 34ХН3МФА [5], деформированной растяжением до разных степеней пластической деформации. Все измерения проведены в одинаковых условиях: 1) при одинаковой селекторной диафрагме, при этом размер области материала, вырезаемой диафрагмой, был равен 0.6 мкм2, и

2) число рефлексов n высчитывалось по первому кольцу микродифракционной картины, т.е. по рефлексам типа [110]. Полученные данные сведены на рисунке3. Построенная в работе зависимость n f ( gD ) можно использовать для определения средних размеров фрагментов в локальном объеме материала. Эта зависимость может быть использована и для определения степени пластической деформации в данных локальных объемах материала. Кроме того, рисунок 3 подтверждает общий характер изменения дифракционной картины с измельчением размера кристаллов (фрагментов) .

Этот результат также свидетельствует о том, что в процессе деформации наряду с измельчением фрагментов имеет место возрастание разориентировки на их границах. Различие во фрагментированных структурах между термообработанным состоянием и деформированным заключается в том, что при сопоставимых размерах фрагментов степень их разориентировки в деформированном состоянии много выше, чем в термообработанном. Примеры дифракционных картин приведены на рисунках 1-2. В одном случае сохраняется точечная микродифракционная картина с небольшими тяжами, в других - развивается кольцевая микродифракция. Причина этого явления заключается в том, что границы деформационного происхождения поглощают значительно большее количество дислокаций, чем границы термического происхождения .

Оценим интегральную степень пластической деформации, которой подвергаются исследуемые в работе слои валка. Для этого воспользуемся известной линейной зависимостью между размером фрагментов и степенью пластической деформации, представленной на [5,6]. Иными словами, оценим степень пластической деформации, приводящую к формированию фрагментированной структуры в деформированной прокатом стали 30ХГСА. Средний размер фрагментов, достигаемый в слое на расстоянии 2 мм от поверхности валка, для анизотропных фрагментов составляет величину 0.27 0.66 мкм, для анизотропных – 0.43 мкм, средний размер фрагментов – 0.44 мкм. Согласно [5,6], это соответствует степени пластической деформации 0.70 .

Рис. 2. Электронно-микроскопические изображения фрагментированной субструктуры и соответствующие им микродифракционные картины, полученные после деформации прокатом на расстоянии 0.5 мм от поверхности валка (а, б) и на поверхности валка (в, г), на расстоянии 2мм от поверхности валка (в, г) Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

Рис. 3. Зависимость числа рефлексов (n) на микроэлектронограмме от размера фрагментов (D) для сталей мартенситного класса. Размер области материала, вырезаемого селекторной диафрагмой, мкм2 1 – сталь 34ХН3МФА [5]; 2 – исследуемая сталь 30ХГСА В слое, расположенном на расстоянии 0.5 мм от поверхности валка, анизотропные фрагменты имеют размер величиной 0.25 0.56 мкм, для анизотропных – 0.39 мкм, средний размер фрагментов

– 0.40 мкм. Здесь, согласно [5,6], степень пластической деформации достигает величины 0.75 .

На поверхности валка присутствуют только изотропные фрагменты, средний размер которых

0.22 мкм. Ему соответствует степень пластической деформации 0.85 .

Таким образом, используя данные [5,6], получаем зависимость степени пластической деформации от величины удаления от поверхности валка, которая представлена на рис. 4. Из этого рисунка очевидно, что в деформированной прокатом стали 30ХГСА структура формируется, прежде всего, степенью пластической деформации, которая аккумулируется в поверхностном слое валка .

Рис. 4. Изменение степени пластической деформации в деформированной прокатом стали 30ХГСА по мере удаления от поверхности валка

Таким образом, на основании полученных результатов исследования характера изменения микродифракционной картины и связи между средним размером микрозерен (D), формирующих дифракционную картину, и числом точечных рефлексов на кольце (n) при горячей деформации в поверхностных слоях стали 30ХГСА можно сделать следующие выводы:

-определено, что фрагменты, возникающие в ходе деформации стали, значительно разориентированы относительно друг друга. Фрагменты, образованные термообработкой стали, практически неразориентированы;

-показано, что после деформации наблюдаются кольцевые микродифракционные картины, после термообработки точечные;

-установлено, что средний размер фрагментов, достигаемый в слое на расстоянии 2 мм от поверхности валка, для анизотропных фрагментов составляет величину 0.27 0.66 мкм, для анизотропных – 0.43 мкм, средний размер фрагментов – 0.44 мкм. Степень пластической деформации 0.70;

Секция 1: Актуальные проблемы физики

- определено, что в слое, расположенном на расстоянии 0.5 мм от поверхности валка, анизотропные фрагменты имеют размер величиной 0.25 0.56 мкм, для анизотропных – 0.39 мкм, средний размер фрагментов – 0.40 мкм. Здесь степень пластической деформации достигает величины 0.75;

-показано, что на поверхности валка присутствуют только изотропные фрагменты, средний размер которых 0.22 мкм. Ему соответствует степень пластической деформации 0.85 .

Литература .

1. Trivedi P., Field D.F., Wieland H. Alloying effects on dislocation substructure evolution of aluminum alloys // International Journal of Plasticity.-№ 20. -pp.459-476. (2004)

2. Mao S.-W., Lo W.-Ch., Huang H.L., Ho N.J. Dislocation of interstitial-free steel subjected to low cycle fatigue at various strain amplitude // Journal of Marine Science and Technology.-Vol.19,№2. –pp. 115George T. High-Strain-Rate Deformation: Mechanical Behavior and Deformation Substructures Induced // Annual Review of Materials Research.- Vol.42. -pp 285-303.(2012)

4. Трефилов В.И., Моисеев В.Ф., Печковский Э.П. и др. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических материалов. - Киев: Наукова думка, - 256с. (1989)

5. Козлов Э.В., Попова Н.А., Конева Н.А. Фрагментированная субструктура, формирующаяся в ОЦК-сталях при деформации // Изв. РАН. Серия физическая.– Т.68, №10. – С.1419-1427. (2004)

6. Козлов Э.В., Попова Н.А., Игнатенко Л.Н. и др. Влияние типа субструктуры на перераспределение углерода в стали мартенситного класса в ходе пластической деформации // Изв. вузов. Физика. - №3. – С.72-86. (2002)

7. Skakov М., Uazyrkhanova G., Popova N., Sсheffler M. Influence of Heat Treatment and Deformation on the Phase-Structural State of Steel 30CrMnSiA // Key Engineering Materials.- Vols. 531-532.- pp.13-17 (2013)

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ

Е.П. Теслева, к.ф.-м.н., доц., М.О. Танчев, Ф.В. Шмидт, студенты гр. 17Г20 Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета 652055, Кемеровская обл., г. Юрга, ул. Ленинградская, 26 Жизнь человека в XXI веке связана с использованием большого количества технических устройств. Компьютеры, ноутбуки, микроволновые печи, беспроводные телефоны, сотовые телефоны и беспроводной Интернет являются неотъемлемым атрибутом нашей жизни. Но если о вреде излучения сотовых телефонов и микроволновых печей известно, то излучение роутеров (маршрутизаторов) с беспроводным Интернетом до недавнего времени считалось абсолютно безвредным [1]. В последнее время ученые все чаще приходят к мысли о том, что беспроводные устройства не столь безопасны для здоровья человека и окружающей среды, как это принято считать .

Дискуссия о вреде излучения от беспроводного Интернета началась с появлением самой технологии Wi-Fi в 1991 году. Термин Wi-Fi произошел от Wireless-Fidelity, что дословно означает «беспроводная точность». Основным преимуществом Wi-Fi перед другими технологиями (Bluetooth, Zigbee) является высокая скорость передачи данных, поэтому эта технология столь бурно развивается в таких областях бытовой электроники, как беспроводной доступ в Интернет, беспроводное телевидение, беспроводные DVD-проигрыватели, промышленная телеметрия, транспортные локальные беспроводные сети. Беспроводной интернет обычно работает в диапазоне 2,2-2,45 и 5 ГГц [2]. Электромагнитное излучение в близких к этому диапазонах используют в радио FM диапазона, телевидении и мобильной связи, а также его выдают беспроводные телефоны, микроволновые печи и многие другие привычные бытовые приборы .

Исследованием вопроса о вреде беспроводных технологий занимались многие научные организации во всем мире. Например, британское Агентство по охране здоровья пришло к выводу, что Wi-Fi абсолютно безвреден, а по интенсивности излучения уступает сотовой связи примерно в сотни раз. В последнее время появляется все больше доказательств, что нахождение в квартире, помещении роутера Wi-Fi оказывает влияние на живые организмы и состояние здоровья человека. Нидерландские ученые пришли к выводу о негативном воздействии Wi-Fi-сигналов на человеческий мозг, наблюдая за деревьями, находящимися в зоне беспроводного интернета. Wi-Fi-сигналы могут быть связаны с ранним опаданием листвы с растений и с аномальным отмиранием коры на деревьях [3,4] .

Известно, что при низких значениях параметров электромагнитного излучения наибольшее влияние на живые организмы оказывают слабые магнитные поля. При этом оно способно накапливатьВсероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

ся живыми организмами с течением времени. Повсеместное использование беспроводных технологий в жилых помещениях и офисах может привести к усилению воздействия за счет сложения сигналов идущих от многочисленных источников. Последствия такого воздействия могут проявиться через 5-10 лет .

Негативное влияние высокочастотного электромагнитных полей на живые организмы связано с постепенным повреждением клеток организма, вызванное сближением и трением друг о друга молекул воды, глюкозы и жира, сопровождающееся нагревом. Со временем это может дать о себе знать в виде головных болей, повышения давления без причины, в некоторых случаях учащения сердцебиения. Также беспроводной Интернет влияет на память, она может со временем ухудшаться. Излучение от роутеров Wi-Fi может привести к развитию различных опухолей, изменения генов (повреждения ДНК) и, конечно же, такой вид Интернета может поспособствовать преждевременному старению .

Особенно сильно высокочастотное излучение воздействует на детей, поскольку у них более тонкая черепная кость, а нервная система находится в стадии формирования. В некоторых школах США, Канады, Великобритании уже запретили использование беспроводных сетей из соображений сохранения здоровья подрастающего поколения .

Целью работы является исследование высокочастотного электромагнитного излучения маршрутизаторов беспроводной сети .

Задачи:

1. Произвести оценку уровня электромагнитного излучения интерактивных маршрутизаторов (роутеров) .

2. Произвести оценку уровня электромагнитного излучения маршрутизаторов на разном расстоянии от источника .

Анкетирование студентов показало, что основная масса пользователей Wi-Fi не задумывается об излучении исходящем от маршрутизатора, не выключает его на ночь и чаще всего располагает его вблизи рабочего места .

Измерение уровня электромагнитного излучения проводили при помощи прибора АТТ/2592 .

Это прибор, предназначенный для мониторинга и проведения изотопных (ненаправленных) измерений параметров высокочастотных электрических и магнитных полей. При помощи данного прибора можно измерить напряженность электрического и магнитного полей, а так же плотность потока мощности энергии указанных полей. Измерения проводились для двух маршрутизаторов марок Alcatel-Lucent и TP-Link с шагом в 10 см. Фоновые значения измерялись при включенном компьютере и выключенном роутере. Кроме того были выполнены замеры при проводном подключении интернета. Замеры в каждой точке проводились не менее 3 раз. Графики зависимости измеряемых величин от расстояния представлены на рис. 1-3. Анализ результатов показывает, что в непосредственной близости от маршрутизатора значения изменяемых параметров превышает фоновые в 2 и более раза .

При этом величина их существенно падает при увеличении расстояния. Пики на графике соответствуют месту расположения монитора компьютера, а также бытовым приборам, расположенным в соседних квартирах. Полученные значения не превышают предельно допустимых значений установленных санитарными правилами и нормами (СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96). Однако, плотность потока мощности энергии излучаемой маршрутизатором сравнима со значением этой величины для работающего холодильника или микроволновой печи. Значения электромагнитного излучения при проводном подключении близки к фоновым значениям .

H, мА /м

–  –  –

Проведя данное исследование, мы пришли к следующему выводу: проводной интернет безопаснее беспроводного, однако, если нет желания менять роутер на модем с проводами, то хотя бы нужно принять меры предосторожности .

Размещать точку доступа к Wi-Fi не ближе чем в 1 м от мест, где человек проводит много времени (кровать, стол, диван, места для игр);

передавать большие объемы данных или смотреть потоковое видео лишь в случае, если беспроводная связь устройства с точкой доступа хорошая (при повторной передаче воздействие излучения усиливается);

использовать терминалы с контролем мощности;

выключать точки доступа, когда они не используются (иначе устройство все равно посылает сигналы);

в общественных местах лучше установить одну сеть Wi-Fi для всех устройств либо вернуться к проводному интернету .

Литература .

1. Беспроводной интернет: никакого риска?// MedLinks.ru 2000 [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://www.medlinks.ru/article.php?sid=29315

2. Стандарты технологии 802.11. // ООО «ТЭСС Северо-Запад» 2000 [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://telemetry.spb.ru/technology-802_11

3. Датские школьницы показали негативное влияние Wi-Fi. // Росбалт 2000 [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://www.rosbalt.ru/style/2013/05/28/1133772.html

4. WiFi-сигнал сушит деревья и мозг. // ГАЗЕТА.GZT.RUURL: 2000 [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://gzt.ru/

СПЛАВЫ С ЭФФЕКТАМИ ПАМЯТИ ФОРМЫ .

СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ В В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ TINI

А.А. Кыпчаков*, студент гр. 311/1, Г.А. Байгонакова**, магистрант научный руководитель: Клопотов А.А.*,**, д.ф.-м.н., профессор *Томский государственный архитектурно-строительный университет **Томский государственный университет

634003. г. Томск, пл. Соляная, 2, (3822)-66-06-78 E-mail: klopotovaa@tsuab.ru Сплавы на основе TiNi обладают исключительно интересными свойствами, связанными с проявлением эффектов памяти формы и сверхэластичности. Структура и свойства TiNi сплавов изучались во многих исследованиях [1-6], однако еще есть ряд не выясненных важных моментов. Сплавы на основе TiNi испытывают различные последовательности фазовых переходов (В2В19, В2В19, В2RB19 и др.), которые зависят от химического состава, предшествующих термомеханических обработок, особенностей воздействия и других факторов [1-6] .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

Целью данной работы является изучение особенностей в поведении структурных свойств в области фазовых переходов (ФП) сплавов на основе TiNi. Методом рентгеноструктурного in situ анализа исследованы изменения структурно-фазового состояния сплавов в области ФП. При этом были получены температурные зависимости параметров элементарных ячеек аустенитных и мартенситных фаз в области ФП на широком спектре сплавов на основе TiNi-TiMe (Me=Pd, Fe, Cu, Rh, Mo) .

В сплаве TiNi(Mo) в температурной области от 0 С до –100 С (TR=0 С) наблюдается изменение структурно-фазового состояния, связанного с МП В2RВ19'. На температурных кривых параметров элементарных ячеек и атомных объемов фаз В2, R и В19' в области предшествующей переходу и в самой области МП проявляются особенности нелинейного характера структурных параметров. А в температурной области, соответствующей началу МП В2R и RВ19', атомные объемы фаз В2, R и В19' довольно близки. Это находит отражение в недеформированных сплавах на температурных зависимостях атомных объемов в фазах В2, R и В19 (рис. 1), которые на начальном этапе перехода В2R и этапе образования кристаллов мартенсита В19 практически совпадают, а затем атомные объемы фаз R и B19’ имеют значения меньшие, чем объемы в исходной фазы В2. В деформированных сплавах наблюдается обратная картина. Приложенная деформация приводит к существенному изменению характера температурных зависимостей параметров элементарных ячеек в сплаве относительно исходного состояния. При этом атомный объем фазы B19’, возникшей в результате деформационного воздействия, больше атомного объема фазы В2. При охлаждении наблюдается значительное уменьшение атомного объема фазы B19, который практически совпадает с атомным объемом R-фазы в низкотемпературной области. Переход из фазы В2 в R-фазу происходит практически без скачка атомного объема. Такое поведение атомных объемов при перестройке кристаллических структур в области МП отражает незначительные дилатационные изменения, свидетельствуя об энергетической близости аустенитной и мартенситной фаз в области перехода. При удалении от ТR возрастает отличие атомных объемов между фазами .

В сплаве TiNi(Mo) в температурной области от 0 С до –100 С (TR=0 С) наблюдается изменение структурно-фазового состава, связанного с МП В2RВ19'. На температурных кривых параметров элементарных ячеек и атомных объемов фаз В2, R и В19' в области предшествующей переходу и в самой области МП проявляются особенности нелинейного характера структурных параметров. А в температурной области, соответствующей началу МП В2R и RВ19', атомные объемы фаз В2, R и В19' довольно близки. Это находит отражение в недеформированных сплавах на температурных зависимостях атомных объемов в фазах В2, R и В19 (рис. 1), которые на начальном этапе перехода В2R и этапе образования кристаллов мартенсита В19 практически совпадают, а затем атомные объемы фаз R и B19’ имеют значения меньшие, чем объемы в исходной фазы В2. В деформированных сплавах наблюдается обратная картина. Приложенная деформация приводит к существенному изменению характера температурных зависимостей параметров элементарных ячеек в сплаве относительно исходного состояния. При этом атомный объем фазы B19’, возникшей в результате деформационного воздействия, больше атомного объема фазы В2. При охлаждении наблюдается значительное уменьшение атомного объема фазы B19’, который практически совпадает с атомным объемом R-фазы в низкотемпературной области. Переход из фазы В2 в R-фазу происходит практически без скачка атомного объема. Такое поведение атомных объемов при перестройке кристаллических структур в области МП отражает незначительные дилатационные изменения, свидетельствуя об энергетической близости аустенитной и мартенситной фаз в области перехода. При удалении от ТR возрастает отличие атомных объемов между фазами .

Для поиска закономерностей о состоянии кристаллической решетки в высокотемпературной (аустенитной) и мартенситной фазах в температурных областях МП мы использовали экспериментальные данные, полученные в сплавах на основе TiNi-TiMe (Me=Fe, Co, Rh, Cu, Pd, Pt, Au). Первичные данные получены как в результате оригинальных исследований, так и из литературных источников [1-6]. Были сделаны оценки скачка атомного объема (В2-В19) между высокотемпературной и мартенситной фазами, находящимися в равновесных высокотемпературном В2 и низкотемпературном мартенситном состояниях в температурных областях вдали от МП. Следует отметить, что в области фазовых переходов для анализа проблематично использовать скачок атомного объема между асутенитной и мартенситной фазами в области МП. Это связано с тем, что в области МП на температурных зависимостях атомных объемов В2 состоянии и мартенситной фазы наблюдаются нелинейные явления. На основе анализа экспериментальных данных в сплавах на основе TiNi-TiMe (Me=Fe, Co, Rh, Cu, Pd, Pt, Au). выделены характерные варианты температурных зависимостей атомных объемов высокотемпературной и мартенситных фаз в области ФП (рис. 2) и способы определения “скачСекция 1: Актуальные проблемы физики ка” атомного объема А-М (В2-В19) между фазами В2 и В19’(В19). Как видно из приведенных схем величина “скачка” атомного объема характеризует разницу между атомными объемами фаз В2 и В19’(В19), находящихся в стабильных состояниях, соответственно в высокотемпературной и низкотемпературной областях. Величина “скачка” атомного объема между фазами В2 и В19’(В19) в усредненном виде характеризует несоответствие кристаллических решеток аустенитной и мартенситной фаз и должна влиять как на кинетику, так и на морфологию МП .

–  –  –

При превышении атомного объема значений свыше 0,0145 нм3 последовательность МП В2RB19’ меняется на В2B19’ .

Таким образом, деформационное воздействие на сплавы с МП В2B19 и В2RB19, приводит к изменению параметров элементарных ячеек аустенитной и мартенситной фаз .

Литература .

1. Гюнтер В.Э., Домбаев Г.Ц., Сысолятин П.Г. и др. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. - Томск: ТГУ. - 1998. - 486 с .

2. Потекаев А.И., Клопотов А.А. Козлов Э.В. и др. Слабоустойчивые предпереходные структуры в никелиде титана. – Томск: изд. НТЛ. – 2004. – 296 с .

3. Беляев С.П., Волков А.Е.,. Ермолаев В.А и др. Материалы с эффектом памяти формы. - СанктПетербург: НИИХ СПбГУ. - 1998. – Т.1, Т.2, Т.3. – 474 с .

4. Клопотов А.А, Сазанов Ю.А., Кудрявцев Ю.В., Семенова В.Л. /Мартенситные превращения в сплавах системы TiNi-TiRh //Изв. Вузов. Физика. 1991. N 8. С.44-48 .

5. Клопотов А.А, Потекаев А.И., Матвеева Н.М., Козлов Э.В./Структурные превращения и пластическая деформация в сплаве Ti49Ni47.5Pd3.5//ФММ. 1997.Т.84. Вып.3. С.95-100

6. Otsuka R., Sawamura T., Shimuzi K. Crystal Structure and Internal Defects of Equiatomic TiNi Martensite// Phys. Stat. Sol. (A). - 1981. V.56.. - P.547-450 .

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

ИЗ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА

А.А. Слобода, стажёр-исследователь, *В.В. Астанин, д-р ф.м.н., проф., Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук, г. Уфа, 450001 *Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа, 45000 E-mail: alexandr.slx@mail.ru В последнее время для разработки технологических процессов изготовления деталей всё больше используют программные продукты, которые упрощают и ускоряют разработку технологии .

В представленной работе рассматривалось моделирование процесса прокатки (рис. 1) для изготовления детали защитная кромка лопатки вентилятора газотурбинного двигателя при обычных условиях и в режиме, приближенном к низкотемпературной сверхпластичности .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

–  –  –

В результате проведённой работы было установлено, что необходимо дополнять базу данных материала характеристиками, получаемыми в соответствующих условиях .

Литература .

1. Бхаттачария С.С., Быля О.И., Васин Р.А., Падманабхан К.А. Механическое поведение титанового сплава Ti-6Al-4V c неподготовленной микроструктурой при скачкообразном изменении скорости деформирования в режиме сверхпластичности // Изв. РАН. МТТ. 2009, № 6, с.168-177 .

КОМПОЗИТЫ, АРМИРОВАННЫЕ УГЛЕРОДНЫМ ВОЛОКНОМ,

В ТЕХНОЛОГИЯХ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ

Е.В. Бабакова, ассистент, А.О. Чудинова, студент гр. 10В10 Юргинский технологический институт (филиал)Национального исследовательского Томского политехнического университета 652055, Кемеровская обл., г. Юрга, ул. Ленинградская, 26 E-mail: babakova-2014@yandex.ru В настоящее время наиболее широкое распространение получили углеродные волокна, которые используются в качестве армирующих наполнителей композитов и являются наиболее перспективными конструкционными материалами для создания ответственных изделий .

Углеродное волокно (углеволокно, УВ) – наноструктурированный органический материал, содержащий 92–99,99 % углерода и обладающий высокими значениями прочности и модуля упругости .

Углеродные волокна относятся к переходным формам углерода, структурные элементы которого близки к графиту. Получают их термической обработкой химических волокон. УВ могут иметь различную форму – жгуты, ленты, нити, войлок, нетканые материалы [1] .

Углеволокнистые композиты – многосложные структуры, образованные комбинацией углеродных волокон как армирующих элементов и связующего (матрицы). Основные виды углеволокнистых композитов представлены на рис. 1. Механические и другие свойства композита определяются тремя основными параметрами: высокой прочностью углеродного волокна, жесткостью матрицы и прочностью связи на границе матрица–волокно. УВ превосходят все известные волокнистые наполнители композитов по значениям прочности и модуля упругости. В результате упруго-прочностные характеристики композитов на их основе значительно превышают аналогичные показатели алюминия и стали. При этом удельный вес углеродных волокон не превышает 2 г/см3, что позволяет получать конструкции вдвое легче алюминиевых и впятеро легче стальных. Однако, композиты с углеродными волокнами имеют более высокие прочность и модуль упругости при растяжении и изгибе в сравнении со стеклопластиками, но в то же время низшей ударной вязкостью [2] .

Удельные прочностные характеристики разработанных композиционных материалов с наполнением углеродными или амидными волокнами являются наивысшими из всего спектра имеющихся в настоящий момент материалов. Велика удельная прочность разнообразных металлических композиционных материалов конструкционного назначения .

Рис. 1. Виды углеволокнистых композитов Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

В последние годы отмечается большое развитие технологий быстрого прототипирования (БП) .

На сегодняшний день известно более 80 разновидностей технологий БП [3]. Реализация новых технических решений в области высоких технологий делает возможным быстрое изготовление деталей

– прототипов любой сложности без дорогостоящей формообразующей оснастки или ручного труда, при этом сокращая финансовые, энергетические и временные затраты, и как следствие, конкурентное преимущество на текущем рынке .

Существует ряд современных технологий быстрого прототипирования, но только некоторые из них могут быть использованы для получения волокно-упрочненных композитов.

К ним относятся:

стереолитография (SLA), метод осаждения расплавленной нити (FDM), изготовление объектов с использованием ламинирования (LOM), селективное лазерное спекание (SLS) и др. В каждой из технологий существует ряд затруднений, связанный с получением волокно-упрочненных композитов [4] .

Для изготовления композиционного материала по SLA, фотополимеры смешивают с частицами или волокнами, которые дают улучшенные свойства. Однако, армированные частицы вызывают увеличение вязкости фотополимера, которые, следовательно усложняет процесс получения новых слоев .

В порошковых технологиях БП, таких как SLS и др., трудно получать однородный слой смеси порошок-волокно. В FDM- и LOM-технологиях для получения волоконно-упрочненные композитов требуется предварительная обработка волокна перед БП [4] .

Из всех технологий БП SLS является самой широкопрофильной, потому что ни одной другой не доступно такой широкий диапазон применимых материалов – порошки пластика, металла, керамики, стекла, нейлона. Благодаря этому возможно её использование практически во всех отраслях, где требуется производство высокоточных изделий сложной геометрической формы [5] .

Технология послойного построения, SLS предполагает использование лазерного излучения высокой мощности (например, СО2–лазер) для того, чтобы плавить небольшие частицы пластика, металла (прямое лазерное спекание металла), керамические или стеклянные порошки в массу, которая имеет желаемую трехмерную форму. [6] Лазер избирательно спекает порошкообразный материал путем сканирования поверхности порошка и последовательной сверки его с генерируемой в памяти компьютера 3D моделью детали (например, файлов CAD или сканированных данных в другом формате). После того как очередное сечение детали закончено, емкость с порошком погружается на один слой ниже и процесс повторяется (рис.2) .

Законченные модели впоследствии извлекаются из рабочей камеры и освобождаются от остатков порошка. В зависимости от требований, модели могут, например, подвергнуться последующей обработке подобно шлифованию или покраске. Технология и материалы непрерывно совершенствуются и, благодаря этому, этап финишной обработки минимизируется [7] .

Модели, изготовленные по технологии селективного лазерного спекания, считаются самыми прочными среди 3D напечатанных изделий [7] .

В отличие от некоторых других технологий БП таких, как стереолитография и метод осаждения расплавленной нити, SLS не требует поддерживающих структур. Это связано, прежде всего, с тем фактом, что печать ведется в окружении порошка [6] .

Рис. 2. Технология селективного лазерного спекания [6] Секция 1: Актуальные проблемы физики В Юргинском технологическом институте (филиале) Национального исследовательского Томского политехнического университета (ЮТИ НИ ТПУ) создана уникальная современная лаборатория компактного интеллектуального производства. В комплект оборудования данной лаборатории входит установка послойного лазерного спекания оригинальной конструкции (рис. 3) .

Установка, представляет собой технологический лазерный комплекс формирования поверхностей деталей сложной пространственной формы. Она состоит из иттербиевого волоконного лазера ЛК – 100 – В, трехкоординатного стола, персонального компьютера, системы ЧПУ, и специального программного обеспечения. Иттербиевый волоконный лазер с длиной волны 1070 нм позволяет регулировать мощность от 10 до 100 Вт .

Одной из проблем, которая решается в лаборатории компактного интеллектуального производства является создание композита, армированного углеволокном, с использованием технологии SLS. Необходимо выбрать оптимальный режим спекания композита, создать технология укладки углеволокна, а так же увеличить смачиваемость на границе матрица-волокно .

Проведенный обзор, показал, что на сегодняшний день является актуальным создание композитов, армированных УВ, т.к. они находят все более широкое применение в летательных аппаратах и изделиях, для которых моменты инерции играют определяющую роль (центробежные накопители энергии и высокоскоростные центрифуги). С использованием углеродных волокон также целесообразно создание глубоководных бурильных установок для освоения шельфа для присутствия в стратегически важных регионах, например в Арктике [8] .

Рис. 3. Установка послойного лазерного спекания:

1– лазер, 2 – трехкоординатный стол, 3 – персональный компьютер, 4 – система ЧПУ Углеродный композит – материал XXI века, обладающий сверхпрочностью, высокой жесткостью и малой массой, благодаря чему они вызывают интерес у военных. А так же он лёгок и обладает превосходными показателями прочности и модуля упругости при растяжении, что ведет к растущей потребности в облегченных материалах, позволяющих более эффективно использовать энергию и решать экологические проблемы .

Литература .

1. Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы. – М.: Химия, 1974 .

2. Углеродное волокно. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://megabook.ru/article/УГЛЕРОДНОЕ%20ВОЛОКНО

3. Бирбраер Р.А. Технология быстрого прототипирования в современном литейном производстве точных заготовок / Р.А Бирбраер, А.Е. Колмаков, В.В Столповский // Литейное производство. – 2004. – № 4. – С.11-14 .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

4. S. Kumar. Composites by Rapid Prototyping Technology / S. Kumar, J.-P. Kruth // Materials & Design .

– 2009. – P. 1-23 .

5. Селективное лазерное спекание. Часть 3. Применение, преимущества и недостатки [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://3dp.su/selektivnoe-lazernoe-spekanie-chast-3-primeneniepreimushhestva-i-nedostatki/ – 01.12.2013 .

6. Селективное лазерное спекание. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.fotobusiness.ru/selektivnoe-lazernoe-spekanie.html

7. Селективное лазерное спекание [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://about3d.ru/info/SLS/# .

8. Использование нанотехнологий в производстве углеродных волокон и продуктов на их основе материалы [Электронный ресурс].– Режим доступа:

http://www.rusnano.com/upload/OldNews/Files/33652/current.pdf. – 2010 .

ДОЛГОЖДАННОЕ ОТКРЫТИЕ: БОЗОН ХИГГСА

Е.П. Теслева, к.ф.-м.н., доц., И.В. Карписонова, студент гр. 17Г20, Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета 652055, Кемеровская обл., г. Юрга, ул. Ленинградская, 26 Один из ключевых вопросов современной физики высоких энергий – подтверждение или опровержение существования теоретически предсказанной экзотичной субатомной частицы, называемой бозоном Хиггса – по сути, единственного недостающего звена Стандартной модели элементарных частиц. По одной из теорий, во время «Большого взрыва» именно бозон Хиггса придал остальным частицам массу. Однако говорить об этом с уверенностью ранее было нельзя, так как для таких расчетов нужно было знать с точностью до 1% массу хиггсовского бозона. Эта элементарная частица «отвечает» за наличие массы всех других элементарных частиц, считается, что все фундаментальные частицы приобретают массу в результате взаимодействия с полем Хиггса .

Стандартной моделью сегодня принято называть теорию, наилучшим образом отражающую наши представления об исходном материале, из которого изначально построена Вселенная. Она же описывает, как именно материя образуется из этих базовых компонентов, и силы и механизмы взаимодействия между ними. Со структурной точки зрения элементарные частицы, из которых состоят атомные ядра (нуклоны), и вообще все тяжелые частицы – адроны (барионы и мезоны) – состоят из еще более простых частиц, которые принято называть фундаментальными. В этой роли понастоящему фундаментальных первичных элементов материи выступают кварки. Самые распространенные и легкие кварки называют верхним и нижним и обозначают, соответственно, u (от английского up) и d (down). Иногда их же называют протонным и нейтронным кварком по причине того, что протон состоит из комбинации uud, а нейтрон – udd 1. Поскольку протон состоит из двух верхних и одного нижнего, а нейтрон – из одного верхнего и двух нижних кварков, суммарный заряд протона и нейтрона получается строго равным 1 и 0, поэтому Стандартная модель адекватно описывает реальность. Кварки из второй пары называют очарованным – c (от charmed) и странным – s (от strange). Третью пару составляют истинный – t (от truth, или в англ. традиции top) и красивый – b (от beauty, или в англ. традиции bottom) кварки. Практически все частицы, предсказываемые Стандартной моделью и состоящие из различных комбинаций кварков, уже открыты экспериментально .

Другой строительный набор состоит из кирпичиков, называемых лептонами. Самый распространенный из лептонов – давно нам знакомый электрон, входящий в структуру атомов, но не участвующий в ядерных взаимодействиях, ограничиваясь межатомными. Помимо него (и парной ему античастицы-позитрон) к лептонам относятся более тяжелые частицы – мюон и тау-лептон с их античастицами. Кроме того, каждому лептону сопоставлена своя незаряженная частица с нулевой (или практически нулевой) массой покоя; такие частицы называются, соответственно, электронное, мюонное или таонное нейтрино .

Лептоны, подобно кваркам, также образуют три «семейных пары». Такая симметрия не ускользнула от наблюдательных глаз теоретиков, однако убедительного объяснения ей до сих пор не предложено. Как бы то ни было, кварки и лептоны представляют собой основной строительный материал Вселенной .

Секция 1: Актуальные проблемы физики

Силовые взаимодействия между частицами происходят посредством обмена частицамипереносчиками этих взаимодействий. Таких взаимодействий четыре: сильное (именно оно удерживает кварки внутри частиц), электромагнитное, слабое (именно оно приводит к некоторым формам радиоактивного распада) и гравитационное, электромагнитное взаимодействие ответственно за взаимодействие между заряженными частицами, гравитационное – объектами обладающими массой. Переносчиками сильного взаимодействия являются глюоны, не обладающие ни массой, ни электрическим зарядом. Электромагнитное взаимодействие происходит посредством обмена квантами электромагнитного излучения, которые называются фотонами и также лишены массы. Слабое взаимодействие, напротив, передается массивными векторными или калибровочными бозонами, которые «весят» в 80-90 раз больше протона, – в лабораторных условиях их впервые удалось обнаружить лишь в начале 1980-х годов. Наконец, гравитационное взаимодействие передается посредством обмена не обладающими собственной массой гравитонами – этих посредников пока что экспериментально обнаружить не удалось .

В рамках Стандартной модели первые три типа фундаментальных взаимодействий удалось объединить, и они более не рассматриваются по отдельности, а считаются тремя различными проявлениями силы единой природы. Силы, действующие во Вселенной, также сплавляются воедино при высоких энергиях (температурах) взаимодействия, после чего различить их невозможно. Теории, описывающие эти процессы, Рис. 1 Стандартная модель называют «теориями Великого объединения» (ТВО) .

Таким образом, Стандартная модель, в обобщенном виде, представляет собой теорию строения Вселенной, в которой материя состоит из кварков и лептонов, а сильные, электромагнитные и слабые взаимодействия между ними описываются теориями великого объединения. Такая модель, очевидно, не полна, поскольку не включает гравитацию. Предположительно, более полная теория со временем все-таки будет разработана .

Для завершения Стандартной модели была необходима частица, ответственная за наличие массы у всех элементарных частиц. Поиском подобной частицы занимались три группы ученых: в 1962 году бельгийцы Роберт Броут и Франсуа Энглерт показали, как может работать механизм образования массы; англичане Карл Хаген, Джеральд Гуральник и Том Киббл выступают с аналогичными идеями. Но именно в октябре 1964 года 35-летний английский физик-теоретик Питер Хиггс публикует статью, в которой предсказывает частицу, ответственную за массу всех элементарных частиц .

По его теории, масса появилась благодаря полю («морю») сложно обнаружимых микрочастиц – бозонов, размеры которых гораздо меньше элементарных частиц и которые придают этим элементарным частицам массу, «приклеиваясь» к ним. Что же все это значит? Все просто и сложно одновременно – если бы не существовало поля бозонов, то элементарные частицы вроде кварков и электронов не имели бы массы в состоянии покоя, т.е. не существовало бы атомов, из которых состоит вся материя Вселенной, включая нас с вами. Данный бозон в последствии получил название бозон Хиггса .

Почему же бозон Хиггса стали называть «частицей Бога»? Почти два десятилетия назад физик Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми, нобелевский лауреат Леон Ледерман в своей книге в шутку назвал бозон Хиггса «частицей Бога», и это название приклеилось к бозону, хотя по началу он хотел назвать его «проклятой частицей», но этот вариант был опровергнут редактором 2, 3 .

Что бы понять, что такое хиггсовское поле и сам бозон Хиггса, приведем самый простой для наглядности пример: представьте вечеринку в зале, равномерно заполненную людьми, болтающими друг с другом. Тут в зал входит знаменитость, и все люди устремляются к ней для общения, не давая проходу. Вследствие чего у перемещающейся знаменитости появляется дополнительная масса – это аналогия приобретенной частицей массы, движущейся сквозь хиггсовское поле. Теперь представим, что один из участников вечеринки появился в дверях и что-то сказал рядом стоящему человеку. Таким образом, слух начал распространяться от одного к другому, в результате чего получилась «волна». Слух, передающийся по цепочке и притягивающий к себе соседей – это аналог бозона Хиггса .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

Обнаружение бозона Хиггса и экспериментальное подтверждение теории «Стандартной модели взаимодействия элементарных частиц» было одной из целей создания Большого адронного коллайдера – самого большого из существующих на сегодня ускорителя заряженных частиц. Он предназначен для воссоздания условий, бывших во Вселенной на момент Большого взрыва, случившегося 13 миллиардов лет назад .

Поиски бозона Хиггса продолжались несколько лет. И вот, наконец, 4 июля 2012 года на научном семинаре CERN, проходившей в Швейцарии в рамках научной конференции в Мельбурне было сделано сенсационное сообщение. Предварительные результаты экспериментов на детекторах ATLAS и CMS по поиску бозона Хиггса за первую половину 2012 года дают основания полагать, что оба детектора обнаружили частицу, похожую на бозон Хиггса, т.к. она самый тяжелый из всех обнаруженных бозонов. На конференцию были приглашены «авторы» механизма Хиггса: Питер Хиггс, Роберт Броут, Франсуа Энглерт, Карл Хаген, Том Киббл и Джеральд Гуральник 4 .

Возникает вопрос: какая польза от открытия бозона Хиггса? Если мы вспомним открытия величайших ученых прошлого – Фарадея и его исследований электромагнитного поля, Максвелла с теорией электромагнитных взаимодействий, то вряд ли они могли предположить, что их труды приведут к созданию компьютеров, мобильных телефонов, электроприборов и т. п. Поэтому открытие бозона Хиггса – это своеобразная дверь в тайны устройства Вселенной, новый путь, который будет исследоваться физиками-теоретиками в ближайшие 100 лет .

По состоянию на конец XX века все предсказания Стандартной модели подтверждались экспериментально с очень высокой точностью. Долгое время считалось, что для торжества Стандартной модели необходимо открыть ее последнюю частицу – «частицу Бога». В последе время стали появляться результаты, в которых предсказания Стандартной модели слегка расходятся с экспериментом, и даже явления, крайне трудно поддающиеся интерпретации в её рамках. Очевидно, что Стандартная модель не может являться последним словом в физике элементарных частиц, ибо она содержит слишком много внешних параметров, а также не включает гравитацию. Поэтому поиск отклонений от Стандартной модели (так называемой «новой физики») –дно из самых активных направлений исследования на Большом адроном коллайдере .

Литература .

1. Ипатов П. А. Общая теория взаимодействий [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL:

www.b-i-o-n.ru/theory/stroenie-fisicheskogo-vakuuma/proton/ .

2. В ЦЕРНе заявили, что «поймали» «частицу Бога» // Файл.РФ. [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://file-rf.ru/news/8114

3. P. W. Higgs. Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons // Phys. Rev. Lett..– 1964. – Vol. 13 .

P. 508–509 .

4. Физики объявили, что нашли частицу, похожую на бозон Хиггса // Газета.RU. [электронный ресурс] – Режим доступа.http://www.gazeta.ru/science/2012/07/04_a_4663465.shtml .

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ

ПРИ РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКИХ ОБСЛЕДОВАНИЯХ

А.Л. Игишева, В.В. Литвиненко, студенты гр. 10730, Э.Г. Соболева, к.ф.-м.н., доц .

Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета 652055, Кемеровская обл., г. Юрга, ул. Ленинградская, 26, тел. (38451) 64432 E-mail: sobolevaeno@mail.ru Рентгенологические обследования являются одними из наиболее распространенных в современной медицине. Рентгеновское излучение используется для получения простых рентгеновских снимков костей и внутренних органов, флюорографии, в компьютерной томографии, в ангиографии и пр .

Исходя из того рентгеновское излучение относится к группе радиационных излучений, оно (в определенной дозе) может оказывать негативное влияние на здоровье человека. Проведение большинства современных методов рентгенологического обследования подразумевает облучение обследуемого ничтожно малыми дозами радиации, которые совершенно безопасны для здоровья человека .

Нам необходимо было разобраться: так ли это на самом деле?

Рентгеновские лучи являются видом электромагнитного излучения, другими формами которого являются свет или радиоволны. Характерной особенностью рентгеновского излучения является Секция 1: Актуальные проблемы физики очень короткая длина волны, что позволяет этому виду электромагнитных волн нести большую энергию и придает ему высокую проникающую способность. В отличие от света, рентгеновские лучи способны проникать сквозь тело человека («просвечивать его»), что позволяет врачу рентгенологу получить изображения внутренних структур тела человека. Медицинские исследования рентгеновскими лучами (рентгенологические исследования) во многих случаях предоставляют важную информацию о состоянии здоровья обследуемого человека и помогают врачу поставить точный диагноз в случае целого ряда сложных заболеваний .

Большая проникающая способность и энергия рентгеновских лучей делают их довольно опасными для организма человека. Рентгеновское излучение является одним из наиболее распространенных видов радиации. Во время прохождения через организм человека рентгеновские лучи взаимодействуют с его молекулами и ионизируют их. Говоря проще, рентгеновские лучи способны «разбивать» сложные молекулы и атомы организма человека на заряженные частицы и активные молекулы .

Цель исследования: оценить дозу облучения при рентгенологических обследованиях с помощью дозиметра марки «Грач». Влияние рентгеновских лучей на организм человека зависит от их интенсивности и времени облучения. Произведение интенсивности излучения и его продолжительности представляет дозу облучения. Для того чтобы оценить дозу облучения перед нами были поставлены задачи:

изучить устройство и принцип работы дозиметра марки «Грач»;

определить средние эффективные дозы за процедуру при рентгенологических обследованиях;

соотнести полученные результаты измерений с максимально допустимыми нормами .

Единица измерения дозы общего облучения человеческого тела это миллиЗиверт (мЗв). Также, для измерения дозы рентгеновского излучения используются и другие единицы измерения, включая рад, рем, Рентген и Грей. Разные ткани и органы организма человека обладают различной чувствительностью к облучению, в связи с чем, риск облучения различных частей тела в ходе рентгенологического обследования значительно варьирует. Термин эффективная доза используется в отношении риска облучения всего тела человека. Например, при рентгенологическом обследовании области головы, другие части тела практически не подвергаются прямому воздействию рентгеновских лучей .

Однако, для оценки риска представленного здоровью пациента рассчитывается не доза прямого облучения обследуемой зоны, а определяется доза общего облучения организма – то есть, эффективная доза облучения. Определение эффективной дозы осуществляется с учетом относительной чувствительности разных тканей, подверженных облучению .

В одной из больниц нашего города не без помощи медицинского персонала и пациентов были получены средние эффективные дозы облучения за процедуру, которые представлены в таблице 1 .

Показания мощности дозы гамма-излучения получали с помощью прибора марки «Грач» на одинаковом расстоянии 1 м от земли, в горизонтальном положении при величине относительной погрешности не более 12 %. Стоит отметить, что измерения производились только в момент включения переключателя рентген-аппарата .

Из таблицы 1 видно, что наибольшая эффективная доза за процедуру была получена при рентгене таза и бедер, а наиболее безопасная процедура – для челюстно-лицевой области и зубов. Согласно современным подсчетам, облучение от одного рентгена грудной клетки примерно равняется количеству радиации, получаемой в обычных жизненных условиях за 10 дней. Согласно санитарным правилам и нормативам СанПиН 2.6.1.1192-03 для практически здоровых лиц годовая эффективная доза при проведении профилактических медицинских рентгенологических процедур и научных исследований не должна превышать 1 мЗв (0,001 зиверта) .

В случае рентгеновского излучения, носителем радиации являются электромагнитные волны, которые исчезают сразу после выключения рентгеновского аппарата и не способны накапливаться в организме человека, как это происходит в случае различных радиоактивных химических веществ (например, радиоактивный йод). В связи с тем, что действие рентгеновского излучения на организм человека заканчивается сразу после завершения обследования, а сами по себе лучи не накапливаются в организме человека и не приводят к образованию радиоактивных веществ, никаких процедур или лечебных мероприятий для «вывода радиации из организма» после рентгена проводить не нужно. В таблице 2 приведено количество рентгенограмм за 2013 год для разных органов человека .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

–  –  –

Из таблицы 2 следует, что большинство пациентов обращалось в рентген-кабинет за рентгенодиагностическим исследованиям конечностей, плечевого сустава, шейных и грудных позвонков .

Стоит отметить, что рентгенологические исследования являются далеко не единственным источником радиации для человека. Люди подвергаются постоянному воздействию радиоактивного излучения (в том числе и в виде рентгеновских лучей) происходящего из различных источников, например, таких как радиоактивные металлы в почве и космическая радиация .

Как и многие другие медицинские процедуры, рентгеновское исследование не представляет опасности, при осторожном и рациональном использовании. Врачи рентгенологи обучены использовать минимальную дозу облучения, необходимую для получения нужного результата. Количество радиации, используемой в большинстве медицинских обследований очень маленькое, а польза от обследования практически всегда значительно превышает риск данной процедуры для организма .

Таким образом, из нашего исследования вытекают следующие выводы:

- полученные в результате исследования средние эффективные дозы облучения за процедуру не превышают санитарным правилам и нормативам СанПиН;

- решение о проведение рентгенологического исследования должно иметь медицинское обоснование;

- рентгеновские лучи действуют на организм человека только в момент включения переключателя аппарата;

- рентгеновское исследование не представляет опасности, при осторожном и рациональном использовании .

Литература .

1. СанПиН 2.6.1.1192-03. Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований .

2. МУК 2.6.1.962-00. Контроль эффективных доз облучения пациентов при медицинских рентгенологических исследованиях .

Секция 1: Актуальные проблемы физики

КВАРКОВАЯ МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ МАТЕРИИ

Е.П. Теслева, к.ф.-м.н., доц., Н.С. Гринченкова, студент гр. 17Г20, Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета 652055, Кемеровская обл., г. Юрга, ул. Ленинградская, 26 Загадочное слово «кварки» вот уже тридцать с лишним лет будоражит мир науки. Физики сами придумали эту «частицу из частиц» – самый мельчайший, изначальный «кирпичик» мироздания .

В отличие, скажем, от электрона или протона, у которых заряд равен единице, у кварков он должен быть дробным – составлять от нее какую-то часть и, следовательно, из кварков, как из «кирпичиков», могут состоять самые разные элементарные частицы. Идея кварков была столь заманчивой, что их искали в космосе и на земле. Не раз уже высказывалось мнение, что в природе кварков нет. Но ставились новые эксперименты и наука сталкивалась с явлениями, объяснить которые можно было, лишь согласившись, что кварки существуют 1 .

Древние греки, Левкипп и Демокрит первыми выдвинули предположение, что все вокруг нас состоит из маленьких частиц – атомов (от др.- греч. – неделимый). В течение последних нескольких сотен лет физики обнаружили, что атомы не являются твердыми и не делимыми и несколько раз менялись представления о строении атома. Еще несколько десятилетий назад физики считали, что существует более двухсот элементарных частиц. Однако дальнейшие исследования показали, что природа гораздо более экономна в своих свершениях; многие частицы, считавшиеся элементарными, оказались составными. Среди современных теорий строения материи можно выделить кварковую теорию, теорию струн, теорию суперструн .

Согласно кварковой теории все частицы класса адроны состоят из еще более мелких частиц – кварков. Согласно теории струн, в основе мироздания лежат не микрочастицы, а струны, столь микроскопические, что их возможно только вычислить. Видимые микрочастицы – это порождение вибраций этих струн (Альберт Эйнштейн, Эдвард Виттен, Стивен Вайнберг). Эволюция теории струн привела к формированию теории суперструн. Необходимость такого преобразования была связана с развитием теории суперсимметрий, которые предполагали определенную симметрию между частицами вещества и поля. Соответственно, поскольку теория струн описывала элементарные частицы, требование суперсимметрии стало необходимым требованием и для струнной теории. Суперструны существуют в 10-мерном пространстве-времени. Для того чтобы с помощью теории суперструн описать Вселенную, нужно связать между собой 10-мерное и 4-мерное (3 пространственные и одна временная координаты, которые подвластны человеческому восприятию) пространства. Для этого 6 дополнительных измерений сворачивают до очень маленького размера. В итоге получается привычное нам 4-мерное пространство, каждой точке которого отвечает крохотное 6-мерное пространство (Брайан Грин, Джон Шварц) .

Наиболее активно развиваемой в настоящее время считается кварковая теория строения материи. Кварковая модель строения адронов была впервые выдвинута М. Гелл-Манном и, независимо от него, Дж. Цвейгом в 1964. Слово «кварк» было заимствовано Гелл-Манном из романа Дж. Джойса «Поминки по Финнегану», где в одном из эпизодов звучит фраза «Три кварка для мистера Марка!» .

Само слово «quark» в этой фразе предположительно является звукоподражанием крику морских птиц. Дж. Цвейг называл их тузами, но данное название не прижилось и забылось – возможно, потому, что тузов четыре, а кварков в первоначальной модели было три (u, d, s) 2 .

Таблица 1 Свойства кварков Название рус. Символ Название Заряд Масса, Спин (аромат) e m Первое поколение верхний u up +2/3 ~ 3МэВ/c 1/2 нижний d down 1/3 ~ 5МэВ/c 1/2 Charm Второе поколение очарованный c +2/3 1,8 ГэВ/c 1/2 (charmed) странный s strange 1/3 95 ± 25МэВ/c 1/2

–  –  –

Дальнейшее развитие кварковой теории привело к формированию нового раздела в физике – квантовой хромодинамики – теории сильных взаимодействий кварков. В 1973 г. почти одновременно появились три статьи разных авторов, предположивших, что сильное взаимодействие между кварками осуществляется безмассовыми частицами. Одна из этих статей была написана А. Саламом и И .

Пати, другая – М. Гелл-Манном, Р. Фричем и Г. Лейтвиллером, третья – С. Вайнбергом. Частицы, осуществляющие сильное взаимодействие, названы глюонами (от англ. glue – клей). Они играют роль, аналогичную роли фотонов в электродинамике .

В 1974 году Джогешем Пати и Абдусом Саламом впервые было использовано название «преоны» – гипотетические элементарные частицы, из которых могут состоять кварки и лептоны. Пик Секция 1: Актуальные проблемы физики интереса к преонным моделям приходился на 80-е годы XX века, после чего этот интерес заметно спал, так как многие из этих моделей противоречили экспериментальным данным, полученным на ускорителях. В последние годы оптимизм в отношении теории струн начал несколько иссякать, что и возродило интерес к преонным моделям .

В заключение хотелось бы отметить, что физика не стоит на месте, особенно физика элементарных частиц. Эта одна из молодых областей знания, поэтому многие открытия еще впереди. Она поможет глубже понять строение мира и откроет перед человечеством новые горизонты знания .

Литература .

1. По следам кварков // Библиотекарь.ru [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL:

http://www.bibliotekar.ru/evrika/5-4.htm

2. Намбу Е. Кварки. М.: Мир, 1984. 225 с .

3. Окунь Л.Б. Лептоны и кварки. М.: URSS, 2013. 352 с .

4. Славатинский С. А. Фундаментальные частицы // Научная сеть [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1184530&uri=text3.html

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

МЕТОДОМ ЛАПЛАСА И ОТРЫВА ПЛАСТИНЫ

Е.П. Теслева, к.ф.-м.н., доц., И.В. Карписонова, студент гр. 17Г20 Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета 652050, Кемеровская обл., г. Юрга, ул. Ленинградская, 26 В природе наряду с силами тяготения, трения, упругости есть менее заметные, но не менее важные силы– силы поверхностного натяжения. Силы эти сравнительно невелики, их действия никогда не вызывают мощных эффектов. Тем не менее, мы не можем налить воды в стакан, вообще ничего не можем проделать с какой-либо жидкостью без того, чтобы не привести в действие силы поверхностного натяжения .

Цель нашей работы состоит в исследовании поверхностного натяжения жидкостей .

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить физические основы явления поверхностного натяжения .

2. Проанализировать методы определения поверхностного натяжения жидкостей .

3. Произвести оценку поверхностного натяжения методом Лапласа и отрыва пластины разных жидкостей .

Поверхностное натяжение является определяющим фактором многих технологических процессов: флотации, пропитки пористых материалов, нанесения покрытий, моющего действия, порошковой металлургии, пайки и др. Велика роль поверхностного натяжения в процессах, происходящих в невесомости. Очень разнообразна роль поверхностных явлений в жизни живой природы [1-3] .

Существующие методы определения поверхностного натяжения делятся на три группы: статические, полустатические и динамические .

Статическими методами определяется поверхностное натяжение практически неподвижных поверхностей, образованных задолго до начала измерений и поэтому находящихся в равновесии с объемом жидкости. К этим методам относится метод капиллярного поднятия и метод лежащей или висящей капли (пузырька), метод Лапласа .

Полустатическими называются методы определения поверхностного натяжения границы раздела фаз, возникающей и периодически обновляемой в процессе измерения (метод максимального давления пузырька и сталагмометрический метод), а также методы отрыва кольца и метода втягивания пластины. Эти методы позволяют определить равновесное значение поверхностного натяжения, если измерения производятся в таких условиях, что время, в течение которого происходит формирование поверхности раздела, значительно больше времени установления равновесия в системе .

Динамические методы основаны на том, что некоторые виды механических воздействий на жидкость сопровождаются периодическими растяжениями и сжатиями ее поверхности, на которые влияет поверхностное натяжение. Этими методами определяется неравновесное значение. К динамическим методам относятся методы капиллярных волн и колеблющейся струи [3] .

В качестве методов экспериментального определения коэффициента поверхностного натяжения нами были выбраны статический метод Лапласа и полустатический метод отрыва пластины. В лаборатории физики специально для экспериментов были сконструированы две установки. Проверка Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»

установок производилась с помощью дистиллированной воды, коэффициент поверхностного натяжения которой известен .

Метод Лапласа. Установка состояла из жидкостного манометра, капилляра, пробирки и крана. В качестве рабочих жидкостей мы использовали не маслянистые жидкости: дистиллированную воду, питьевую минеральную столовую воду «Cибирянка», солевой раствор NaCl (c=24%), муравьиный спирт .

–  –  –

Метод отрыва пластины. Установка состояла из рычажных весов, тонкой металлической пластины и шприца. В качестве рабочих жидкостей мы использовали: дистиллированную воду, питьевую минеральную столовую воду «Cибирянка», солевой раствор NaCl (c=24%), муравьиный спирт, керосин, растительное масло, глицерин. Результаты измерений для дистиллированной воды приведены в таблицах 1 и 2. Абсолютную погрешность измерений рассчитывали методом среднего арифметического. Наблюдается хорошее согласие результатов полученных двумя методами, например: дистилированная вода – 72,70 и 72,54 Н/м; «Сибирянка» – 76,71 и 80,91 Н/м; муравьиный спирт – 43, 08 и 37,2 Н/м .

–  –  –

Кроме того, была получена температурная зависимость поверхностного натяжения для дистиллированной воды. Нами также были проанализированы методы изменения поверхностного натяжения жидкости. Для этого мы добавляли соль и мыльный раствор в дистиллированную воду (рис.1) .

Таким образом, в процессе выполнения данной работы:

– изучили физику данного явления;

– познакомились с методами определения поверхностного натяжения жидкостей (метод Лапласа; метод отрыва пластины);

– экспериментально определили коэффициент поверхностного натяжения для различных жидкостей, сравнив их с табличными значениями .

–  –  –

Опираясь на результаты проделанной работы, можно сделать следующие выводы:

1. Из исследованных нами жидкостей самый высокий показатель поверхностного натяжения у солевого раствора, а самый низкий – у растительного масла .

2. Увеличение температуры жидкости ведёт к уменьшению её поверхностного натяжения .

3. Введение примесей в жидкость приводит к изменению поверхностного натяжения. Увеличение концентрации соли приводит к увеличению поверхностного натяжения жидкости, мыльного раствора – к уменьшению .

Литература .

1. Хайдаров Г.Г., Хайдаров А.Г., Машек А.Ч. Физическая природа поверхностного натяжения жидкости // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 4 (Физика, химия). 2011. Выпуск 1 .

с.3-7 .

2. Элементарный учебник физики: Учебное пособие. В 3 т./ Под ред. Г.С. Ландсберга: Т. 1. Механика. Теплота. Молекулярная физика – 13-е изд. – М.: Физматлит, 2003. — 608 с .

3. Поверхностное натяжение [Электронный ресурс] – URL:

http://www.physbook.ru/index.php/SA._Поверхностное_натяжение

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ИНТЕРАКТИВНОЙ ДОСКИ

Е.П. Теслева, к.ф.-м.н., доц., П.Д. Сорокин, А.А. Телицын, студенты гр. 17Г30 Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета .

652055, Кемеровская обл., г. Юрга, ул. Ленинградская, 26 В течение последних лет произошли большие изменения в материально-техническом оснащении высших учебных заведений нашей страны. Аудитории, оснащенные аудиовизуальными и интерактивными средствами, способны активизировать интерес к процессу обучения, повысить наглядность и улучшить усвоение преподаваемых материалов. Внедрение передовых информационнокоммуникационных, аудиовизуальных и интерактивных технологий – это способ передать студентам необходимые знания и навыки для достижения эффективности в динамической глобальной среде, в которой приходится действовать сегодняшнему выпускнику [1]. Интерактивная доска – это удобный современный инструмент для эффективного проведения учебных занятий, семинаров, деловых презентаций и совещаний. Но так ли безопасно использование интерактивной доски?

Цель работы: Исследование электромагнитного излучения интерактивных досок в ЮТИ ТПУ .

Задачи: 1. Изучить строение и принцип работы интерактивных досок .

2. Произвести оценку уровня электромагнитного излучения интерактивных досок в ЮТИ ТПУ .

3. Произвести оценку уровня электромагнитного излучения в зависимости от расстояния от источника .

Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук»



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |



Похожие работы:

«МОДУЛЬНАЯ ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ГРАДИРНЯ МВГ-77 "Вихрь"РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ Украина СОДЕРЖАНИЕ 1. ОПИСАНИЕ И РАБОТА ГРАДИРНИ 3 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПО НАЗНАЧЕНИЮ 6 3. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ 9 4. ХРАНЕНИЕ. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ 12 5. ТРАНСПОР...»

«Акимов Дмитрий Андреевич ПРИМЕНЕНИЕ ФАЗОПОВОРОТНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 05.14.02 – Электрические станции и электроэнергетические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2018 Работа в...»

«MAKING MODERN LIVING POSSIBLE Управляйте Вашими системами теплоснабжения при помощи ECL Comfort 310 через Интернет Danfoss ECL Portal – это интернет-ресурс, разработанный Вне зависимости от того, опытный ли Вы пользователь или для диспетчеризации, т. е. дистанционного управления новичок, ECL Portal обеспечивает легкий доступ и...»

«ER(*)40LZSDY1 ИНСТРУКЦИЯ МОДЕЛИ: ER(*)50LZSDY1 ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ER(*)60LZSDY1 D A I I I D U S TR I S,LTD. KN N E Оглавление Введение Технические характеристики (1) Электрические характеристики (1) Описание агрегата...»

«i ^ г, ИАЭ-3067 я т: ~~7 1 )Г Ордена Ленина •ф] Институт атомной энергии им. И. В. Курчатова A. П. Платонов, Э. Е. Саперштейн, B. А. Ходель Макроскопические ядерные характеристики и их флуктуации Москва 19...»

«Стоцкий Виталий Валерьевич НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ СЛАНЦЕВОЙ ФОРМАЦИИ И НИЖНЕМЕЛОВОГО КОМПЛЕКСА КОЛТОГОРСКОГО МЕЗОПРОГИБА (НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ) 25.00.10 – Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых Автореферат диссер...»

«ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет" Кафедра полупроводниковой электроники и наноэлектроники МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторных работ № 3 5 по дисциплине "Физические основы электроники" для студентов направления подготовки бакалавров 210100 "Электроника и...»

«КЬЮ ТХИХА КОМПЛЕКСНЫЕ АКТИВНЫЕ RC-ФИЛЬТРЫ С РАСШИРЕННЫМ ЧАСТОТНЫМ ДИАПАЗОНОМ Специальность 05.12. 04 – Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2013 Работа выполнена на кафедре Радиоприемных устройств федерального государственного бюджетного образоват...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Школа инженерного...»

«Турникеттрипод тумбовый электромеханический PERCo-TTD-03.2 РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ Турникет-трипод тумбовый электромеханический PERCo-TTD-03.2 Руководство по эксплуатации СОДЕРЖАНИЕ 1 Назначение 2 Условия эксплуатации 3 Основные техн...»

«Акция "Третий лишний" Заказчиком и медиа-партнером "Третий лишний" (в дальнейшем – Акция) является ПрАО ВФ Украина под товарными знаками ПрАО ВФ Украина, местонахождение: 01601, г. Киев,...»

«VIII Всероссийская научно-практическая конференция "Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов" АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГУМАНИТАРНЫХ НАУК ЖАНРОВО-СТИЛИСТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЖУРНАЛОВ О НЕФТИ И ГАЗЕ, ИЗДАВАЕМЫХ В РОССИИ, ВЬЕТНАМЕ, США Буй Тхуи Хоанг Хуи Научный руководител...»

«ГОРБАЧЕВА МАРИЯ ПЕТРОВНА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ВОДЫ В ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ Специальность 06.01.02 – Мелиорация, рекультивация и охрана земель Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Волгоград 2009 Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего про...»

«РЕШЕНИЕ № 417/14-еп о закупке у единственного поставщика г. Смоленск "19" августа 2014 г.ПРЕДМЕТ ЗАКУПКИ: Оказание услуг в области информационных технологий: Лот 1: заключение дополнительного соглашения к договору на оказание услуг по предоставлению в пользование места в телефонной канализации Лот 2: заключение дополнительного соглашения к догово...»

«ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР В созданную нейронную сеть были загружены данные по 544 исследованиям пластовой нефти с месторождения К, из которых 70 % были использованы для обучения, 15 % для проверки и оставшиеся 15 % для валидации. Нейроны были обучены по механизму Levenberg – Marquardt c алгоритмом обратного распространения ошибки. Сп...»

«Часть 5. Факультет авиационного оборудования (ФАО) История ФАО начиналась 10 сентября 1947 года, когда 2-е Ленинградское авиационно-техническое училище вошло в состав высшего военного училища. С мая 1948 года оно стало называться Рижское...»

«СТО 98957362-001-2010 ЗАО "Объединенная строительная группа" СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ Ремонт водопропускных труб на автомобильных дорогах с применением технологии SPR СТО 98957362-001-2010 утвержден и введен в действие Приказом ген...»

«МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC) ГОСТ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ IEC 60811-510— СТАНДАРТ КАБЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ Мет...»

«МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC) ГОСТ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ IEC 61000-4-4СТАНДАРТ Электромагнитная совместимость (ЭМС) Часть 4-4 МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ И ИЗМЕР...»

«IP40 Система пожарной сигнализации адресная АСПС 01–33–1311 ИП101-01-ВМ Извещатель пожарный тепловой адресный Руководство по эксплуатации РЮИВ190200.000-01 РЭ Редакция 1.1 Декабрь 2015 Руководство по эксплуатации РЮИВ190200.000-01 РЭ является объединенным эксплуатационным документом с паспортом на из...»

«Глава I ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ, НАЗНАЧЕНИЕ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ СТРЕЛОК И СИГНАЛОВ 1. НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ На метрополитенах Советского Союза применяются следующие виды электрической централизации стрелок и сигналов: маршрутно-релейная централизация (МРЦ) и диспетчерская централиз...»

«Утверждён ИРЦВ.80398-01 31 01-ЛУ Программное изделие ПИ СО Описание применения ИРЦВ.80398-01 31 01 Листов 160 Подп. и дата Инв. № дубл. Взам. инв. № Подп. и дата Инв. № подл. Литера А ИРЦВ.80398-01 31 01 АННОТАЦИЯ Настоящий документ является описанием применения програм...»

«ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "АВП ТЕХНОЛОГИЯ"АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО РЕГИСТРАТОРА ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ И АВТОВЕДЕНИЯ ГРУЗОВОГО ЛОКОМОТИВА АРМ РПДА-Г Руководство администратора системы 29393440.25500.00...»

«как Информационный обзор сентябрь 2017 г. Эффективность внутриведомственной апелляционной процедуры ФАС России – почему к ней стоит прибегнуть? С начала 2016 г. заработал механизм внутриведомственной антимонопольной апелляции, введенный "четвертым антимонопольным Коллегия адвокатов "Муранов, пакетом". Черняков и партнеры" имеет Специалисты КА "М...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.