Архив

Методом динамического наноиндентирования (DNI) исследована роль малоамплитудных осцилляций в форми- ровании механических свойств наноконтактов с различным значением отношения твердости H к модулю упругости Е. Определено, что различные методы обработки сырых данных и извлечения из них наноконтактных характеристик имеют различную чувствительность к малоамплитудным осцилляциям нагрузки. Установлено, что при определенных условиях тестирования дополнительное наложение малоамплитудных осцилляций не влияет на механизмы, кинетику и величину пластической деформации материала под индентором. Определены пороговые значения амплитуды ос- цилляций при наноконтактном взаимодействии, локально разупрочняющие материал.

Проведен анализ процесса деструкции полимеров под действием механических сил, температуры, ионизирую- щих излучений. Приведено теоретическое обоснование деструкции полимеров под действием различных факторов. Исследованы технологические свойства и структура резин на основе бутилкаучука, полученного облучением на ис- точнике Co60 при различных поглощенных дозах. В качестве объектов исследования использованы вулканизаты рези- новых смесей на основе бутилкаучука, отличающиеся типом вулканизующей группы и наполнителей. Методами золь- гель анализа и вискозиметрии установлено, что деструкция вулканизатов протекает по основной цепи полимера. Установлено, что в смоляных вулканизатах происходит интенсивное разрушение основной цепи наряду с распадом поперечных связей, в то время как в серных вулканизатах радиационная деструкция поперечным связям протекает более активно. Принято, что при радиационной деструкции резин на основе бутилкаучука разрыв связей в главной цепи проте- кает по закону случая. Получено математическое описание динамики начальных моментов функции молекулярно- массового распределения полимера в зависимости от поглощенной дозы. Предложена схема реакций, описывающих процессы деструкции. Для характеристики процесса деструкции предложено оценивать его по изменению вязкости по Муни. При параметрической идентификации модели использован среднеквадратичный критерий. Оценка парамет- ров модели осуществлена с применением генетического алгоритма. Адекватность модели подтверждена критериемФишера. При этом погрешность модели не превысила 5 % отн. С использованием полученного математического опи- сания предложен метод оценки необходимей дозы облучения, которая обеспечивает требуемые пластоэластические свойства регенератов и рациональное расходование энергоресурсов.

Рассмотрены основные закономерности жидко- и газофазной функционализации углеродных нанотрубок. Опре- делены эффективные значения кинетических параметров (константы скоростей и энергия активации), протекающих при различных видах химической обработки углеродных нанотрубок процессов. Предложены механизмы жидко- и газофазной окислительной функционализации углеродных нанотрубок с конической и цилиндрической формами графеновых слоев. Определены парциальные скорости реакций при карбоксилировании углеродных нанотрубок. Оце- нены тепловые эффекты жидко- и газофазного окисления углеродных нанотрубок азотной кислотой. Показаны воз- можности вторичных превращений окисленных углеродных нанотрубок и эффекты, проявляемые функционализиро- ванными формами при введении в полимерные матрицы. На основе экспериментальных данных предложены матема- тические модели реакторов для опытно-промышленной реализации жидко- и газофазной функционализации углерод- ных нанотрубок. Разработана эскизная технологическая схема многоассортиментного производства функционализи- рованных форм углеродных нанотрубок.

Статья посвящена обобщению литературных данных преимущественно зарубежных исследователей и собствен- ных результатов авторов, касающихся коррозионного и электрохимического поведения металлических материалов с супергидрофобной поверхностью в растворах электролитов. Большое внимание уделено методам формирования су- пергидрофобного слоя, механизму и кинетике электродных процессов, коррозии металлов и обледенению. Отдельные разделы посвящены торможению коррозии и обледенению, интерпретации современных подходов к их объяснению.

Создание тонких лент аморфно-нанокристаллических материалов и их практическое применение сопровождается разработкой новых и развитием существующих методов механических испытаний. Это связано с тем, что традицион- ные методы механических испытаний не всегда могут точно определить особенности механических свойств новых материалов. Проведен анализ существующих методик механических испытаний тонких лент аморфно-нано- кристаллических металлических сплавов, основанных на локальном нагружении образцов пирамидками Виккерса, Берковича и шариком. Установлены основные факторы, в наибольшей мере влияющие как на сам процесс проведения испытаний, так и на точность и достоверность их результатов. Экспериментально установлено, что отклонения в симметрии расположения системы трещин, их отклонение от «стандартных» картин микроразрушения обусловлено наличием пор в участке воздействия, отслоений образца от подложки, влиянием краевых областей исследуемых образцов. Установлено существование диапазона оптимальных нагрузок. В случае использования недостаточных нагрузок не происходит формирование симметричной системы тре- щин, необходимой для определения вязкости микроразрушения. При использовании чрезмерных нагрузок симметрия также нарушается из-за чрезмерного количества хаотически расположенных трещин и отколотых участков образца. Сформулированы требования к механическим испытаниям при экспериментальном выявлении вязкости микроразру- шения в локальных участках тонких лент аморфно-нанокристаллического металлического сплава.

Методами сканирующей атомно-силовой (Atomic Force Microscopy, AFM) и растровой электронной (Scanning Electron Microscopy, SEM) микроскопии исследована морфология поверхности хромовых покрытий, сформированных из стандартного электролита хромирования с добавкой в него 10…120 мг/л многостенных углеродных нанотрубок(Multi-Walled Carbon Nanotubes, MWCNT). Методами склерометрии (или скретч-тестирования) и AFM исследованы зависимости наноконтактных характеристик композиционных электрохимических хромовых покрытий от концентра- ции CNT в электролите. При концентрации CNT 60…70 мг/дм3 в электролите твердость покрытий Cr/MWCNT повы- шалась до 65 %, объем вытесненного материала при царапании снижался до 55 % по отношению к чистому электро- литическому хрому. Улучшение наноконтактных характеристик композитов может быть связано со снижением сред- него размера зерна и изменением морфологии поверхности покрытий. На примере композиционных хромовых покры- тий показано, что метод склерометрии более чувствителен и репрезентативен для характеризации физико- механических свойств композиционных электролитических покрытий, в том числе с высокой шероховатостью по- верхности (Ra ≈ 1,5…2 мкм), чем методы микро- и наноиндентирования.

Эпоксидные смолы – это олигомеры, содержащие эпоксидные группы и способные под действием отвердителей образовывать сшитые полимеры. Эпоксидные смолы используют при производстве клеев, пластмасс, стекло- и угле- пластиков, заливочных компаудов и пластоцементов. Данные материалы широко применяют в строительстве, маши- ностроении, авиа- и ракетостроении, судостроении. Для повышения эксплуатационных характеристик эпоксидных смол используют их химическое или физическое модифицирование. Основное внимание уделено физической моди- фикации углеродными наноматериалами в целях повышения прочностных характеристик. Проанализированы спосо- бы модифицирования эпоксидных смол графитом, углеродными нанотрубками и графеном. Показано, что наиболее перспективным материалом для повышения прочностных характеристик эпоксидных смол является графен.