Архив

Обсуждаются микроструктурные модели генерирования сдвиговых напряжений при быстром гравитационном течении зернистых материалов на шероховатом скате. Излагается механизм генерирования сдвигового напряжения, учитывающий тангенциальные импульсы, формируемые под действием поперечного массопереноса частиц. Предложенный механизм базируется на аналогии зернистой среды при быстром сдвиге и плотным газом и описывается с использованием основных положений молекулярно-кинетической теории. Общее напряжение сдвига определяется как сумма его составляющих, обусловленных столкновениями, поперечным массопереносом и контактными взаимодействиями однородных несвязных негладких сферических частиц. Разрабатываются математические модели, описывающие компоненты сдвиговых кинетических напряжений как функции свойств частиц, структурных и кинематических характеристик гравитационного потока. Формулируются уравнения сохранения импульсов и энергии при быстром гравитационном течении однородных несвязных частиц. Предлагается вариант формулировки граничных условий у основания потока при математическом моделировании динамики быстрых гравитационных течений зернистых материалов на шероховатом скате. Вариант предполагает смещение области с наиболее интенсивной скоростью сдвига внутрь потока, в его слои, прилегающие к поверхности ската.

Обсуждаются микроструктурные модели генерирования сдвиговых напряжений при быстром гравитационном течении зернистых материалов на шероховатом скате. Излагается механизм генерирования сдвигового напряжения, учитывающий тангенциальные импульсы, формируемые под действием поперечного массопереноса частиц. Предложенный механизм базируется на аналогии зернистой среды при быстром сдвиге и плотным газом и описывается с использованием основных положений молекулярно-кинетической теории. Общее напряжение сдвига определяется как сумма его составляющих, обусловленных столкновениями, поперечным массопереносом и контактными взаимодействиями однородных несвязных негладких сферических частиц. Разрабатываются математические модели, описывающие компоненты сдвиговых кинетических напряжений как функции свойств частиц, структурных и кинематических характеристик гравитационного потока. Формулируются уравнения сохранения импульсов и энергии при быстром гравитационном течении однородных несвязных частиц. Предлагается вариант формулировки граничных условий у основания потока при математическом моделировании динамики быстрых гравитационных течений зернистых материалов на шероховатом скате. Вариант предполагает смещение области с наиболее интенсивной скоростью сдвига внутрь потока, в его слои, прилегающие к поверхности ската.

В 2019 году Нобелевская премия по химии увенчала создателей литий-ионных батарей, которые за прошедшие полвека буквально революционизировали аккумуляторное энергоснабжение. Премию разделили поровну американский физик и материаловед Джон Баннистер Гуденаф, британо-американский химик Майкл Стэнли Уиттингем и японский химик-технолог Акира Йошино. Работа литий-ионных аккумуляторов основана на электрохимических реакциях окисления металлического лития, который входит в состав анода. При разрядке литий окисляется и его катион движется к катоду, а при зарядке, наоборот: под действием приложенного электрического напряжения катионы лития перемещаются к аноду, где происходит восстановление. Даны краткие биографии лауреатов и их основные достижения. Литий-ионные батареи производятся в огромных количествах и создали очередной прорыв в технологии энергоснабжения.

Представлено исследование динамики переходов между стабильными состояниями в синтетических ферримагнетиках (СФ) Pt/Co/Ir/Co/Pr с толстыми (1,1 нм) и тонкими (0,6–1,0 нм) слоями ферромагнитного Co. Методом MOKE (магнитооптический эффект Керра) установлено, что изменение толщины тонкого слоя вызывает заметные изменения механизма перемагничивания. В зависимости от толщины тонкого слоя перемагничивание может происходить за счет когерентного вращения намагниченности ферромагнитных слоев, генерации зародышей намагниченности, расширения доменных стенок (ДС) и роста областей, подобных полосовым доменам. Неэквивалентность прямых и обратных переходов между магнитными состояниями синтетического ферримагнетика с параллельными и антипараллельными намагниченностями наблюдалась в образце с толщиной тонкого слоя 0,8 и 1,0 нм. Асимметрия перехода между этими состояниями выражается в разных флуктуационных полях и формах зародышей намагниченности, вносящих вклад в соответствующие прямые и обратные переходы. Мы предложили простую модель, основанную на асимметрии взаимодействия Дзялошинского–Мория. Данная модель объясняет конкуренцию между зародышеобразованием и распространением доменной стенки за счет увеличения/уменьшения энергии ДС в зависимости от направления вращения спина в ДС по отношению к внешнему полю.

Due to their unique properties, metal-matrix composite materials, when used as a surfacing material for electric arc surfacing, provide high properties of the deposited layers. SHS-extrusion is a promising method for a wide range of surfacing metal-matrix electrodes. The gas environment of surfacing affects the quality of coatings formed by SHS electrodes, their microstructure and properties. In this paper, cermet SHS electrodes of the TiB2–Co2B composition obtained by SHS-extrusion were used to form protective coatings on a steel substrate by electric arc surfacing in an argon atmosphere and in a nitrogen atmosphere. The elemental and phase composition, as well as the microstructure of the deposited layers, were investigated. Based on the conducted studies, the influence of the gas atmosphere on the formation of the structure of cermet coatings was established. It is shown that, despite the similar phase composition, there are fundamental differences in the microstructures of the deposited coatings, which are caused by the partial fusion of the tungsten electrode and the transfer of the electrode material in the coating during surfacing in an argon atmosphere. The maximum values of the microhardness of coatings deposited in a nitrogen atmosphere exceed the maximum microhardness of coatings obtained by surfacing in an argon atmosphere by 200–450 HV.

В настоящем обзоре выполнен анализ проблем, связанных с наличием высокого износа нагруженных фрикционных элементов конструкций, характерного практически для всех отраслей промышленности. Отмечена важность решения проблем, связанных с повышением их долговечности. Показана особая актуальность решения задачи обеспечения износостойкости контактных поверхностей запорной арматуры специального назначения, которая является незаменимой составляющей технического оборудования, используемого в сферах нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности, атомной энергетики, медицины. Показано, что эффективность решения проблем, связанных с обеспечением долговечности различной техники и оборудования в значительной степени связана как с проведением дополнительной типовой технологической обработки нагруженных фрикционных элементов таких конструкций, так и совершенствованием технологий повышения износостойкости и прочностных характеристик их контактных поверхностей. Выполнен анализ возможностей повышения износостойкости механическими способами обработки поверхностей, а также способами модификации поверхности за счет нанесения различных функциональных покрытий. Дано обоснование того, что вакуумно-дуговой метод ионно-плазменного напыления многослойного нанокомпозитного покрытия является наиболее перспективным способом создания функционального покрытия для повышения износостойкости элементов запорной арматуры. Показаны потенциальные возможности широкого внедрения в промышленность способа пучковой поверхностной модификации материалов, позволяющего получать такие структурно-фазовые состояния материалов, которые при традиционных методах не реализуются.