Image

Journal of Advanced Materials and Technologies

Научный рецензируемый журнал, посвященный исследованиям в области материаловедения и примыкающих вопросов физики и механики материалов. 

Журнал публикует оригинальные статьи, обзоры, краткие сообщения, содействующие развитию современной науки о материалах, подготовленные как известными учеными, так и молодыми специалистами.

ISSN 2782-2192 (Печать)
ISSN 2782-2206 (Онлайн)

Миссия журнала - обмен актуальной научной информацией в области теоретических и практических исследований и моделирования процессов, связанных с получением, определением свойств новых материалов, в том числе наноразмерных, и их применения.

Научный журнал Journal of Advanced Materials and Technologies зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 25 января 2019 года (Регистрационный номер СМИ ПИ № ФС 77-74804 от 25 января 2019 г. – периодическое печатное издание, журнал)

Журнал входит в перечень рецензируемых научных изданий (перечень ВАК Минобрнауки РФ), в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук 

Материалы журнала размещены в РИНЦ, Chemical Abstracts, CAS (American Chemical Society), Академия Google (Google Scholar), WorldCat, СОЦИОНЕТ, ROAR (Registry of Open Access Repositories), OpenAIRE (OpenAIRE - Open Access Infrastructure for Research in Europe), BASE (Bielefeld Academic Search Engine), RePEc: Research Papers in Economics, EBSCO.

...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ»),

г. Тамбов, Российская Федерация.

 

...
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук (ИСМАН),

г. Москва, Российская Федерация.

Издатель: ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет»

Тираж 100 экземпляров, периодичность:
 4 номера в год.

Распространение – Российская Федерация, зарубежные страны.

История переименований: «Advanced materials & technologies» (2016-2021), Print ISSN 2414-4606, Online ISSN 2541-8513

Главный редактор

Image

Алымов Михаил Иванович

Профессор, д.т.н., член-корреспондент РАН

Текущий выпуск


Список статей

Глобальная информационно-космологическая проблема: лауреат Нобелевской премии по физике 2020 года Роджер Пенроуз
В. Фёдоров, И. Харгиттаи, В. Тютюнник

🗏 : 168-171
DOI: https://doi.org/10.17277/jamt.2022.03.pp.168-171
PDF:

Представлены краткие биографические сведения и обзор научной деятельности лауреата Нобелевской премии по физике за 2020 г. Роджера Пенроуза. Научные исследования этого британского ученого находятся в эпицентре современной космологии, решающей особо сложные задачи в области астрофизики и сложных физических систем.

Установление рациональных режимов прямого получения длинномерных изделий из порошков тугоплавких соединений методом СВС-экструзии
Л. Стельмах, А. Жидович, А. Столин, С. Карпов

🗏 : 172-180
DOI: https://doi.org/10.17277/jamt.2022.03.pp.172-180
PDF:

Для качественного и количественного анализа cамораспространяющегося высокотемпературного синтеза в сочетании с экструзией (СВС-экструзия) разработаны тепловые и реодинамические модели, в которых используются данные о реальных условиях протекания технологического процесса. В данной работе для оценки влияния технологических и тепловых параметров на длину экструдированных стержней проведено математическое моделирование процесса СВС-экструзии материала на основе диборида титана исходного мольного состава Ti–2B–0,9Co. В расчетах модели использовались реальные температуры горения системы, полученные экспериментально при различных условиях (относительная плотность, марка порошка титана). На основе математических моделей тепловых режимов СВС-процессов исследованы температурные поля в материале образца, находящегося в цилиндрической пресс-форме, в теплоизоляторе, а также в экструдированном стержне, определены длины получаемых стержней в зависимости от различных технологических параметров процесса. Экспериментально методом СВС-экструзии получены стержни, подтверждающие правильность численных результатов прогноза на основе математического моделирования. Теоретические исследования процесса СВС-экструзии, основанного на воздействии высокотемпературного сдвигового деформирования на продукты синтеза, находящиеся в горячем состоянии, способствуют развитию и созданию новых передовых технологических методов СВС для получения композиционных и металлокерамических материалов и изделий.

Эволюция эффектов сепарации в переменных условиях гравитационных течений зернистых материалов
О. Иванов, В. Долгунин, А. Тараканов, А. Жило, В. Пронин

🗏 : 181-191
DOI: https://doi.org/10.17277/jamt.2022.03.pp.181-191
PDF:

Методом математического моделирования исследовано влияние скорости сдвига и распределения доли пустот в быстром гравитационном потоке зернистых материалов на эффекты сепарации по размеру и плотности. Моделирование проведено на базе уравнения динамики процесса, описывающего распределение неоднородных частиц в потоке под действием конвекции, квазидиффузии и сепарации. Сепарация рассматривается как результат сопряжения эффектов сегрегации и квазидиффузионной сепарации. Моделирование осуществляется при варьировании формой либо профиля скорости, либо профиля порозности при восполнении недостающей информации о структурно-кинематических параметрах гравитационного потока с использованием уравнения состояния зернистой среды. Уравнение состояния устанавливает взаимосвязь между гидростатическим давлением, объемной долей пустот и скоростью сдвига при быстром гравитационном сдвиге. Установлено, что эффект сдвиговой поточной сегрегации частиц по размеру интенсивно протекает при поддержании в объеме слоя высоких значений скорости сдвига (75…85 с–1), превышение которых сопровождается интенсификацией квазидиффузионных процессов. Повышению интенсивности квазидиффузионной сепарации (миграции) способствует формирование в гравитационном потоке параболического выпуклого профиля порозности при максимальном ее значении в центральной части потока.

О размерной зависимости скорости роста нитевидных нанокристаллов полупроводников
В. Небольсин, Н. Свайкат, В. Юрьев, А. Воробьев

🗏 : 192-200
DOI: https://doi.org/10.17277/jamt.2022.03.pp.192-200
PDF:

Рассмотрены результаты исследований кинетики роста нитевидных нанокристаллов полупроводников. Показано, что в современных исследованиях недостаточно изучены физические механизмы, управляющие скоростью роста таких кристаллов, а сведения о кинетике их роста остаются неопределенными и противоречивыми. Проанализированы существующие представления о диффузионном характере убывающей зависимости скорости роста нитевидных нанокристаллов Si, Ge, GaAs, GaN, InAs и др. от их радиуса. Приведены новые полученные результаты для кинетики роста нитевидных нанокристаллов кремния. Показано, что увеличение скорости роста нанокристаллов с уменьшением их поперечных размеров связано с влиянием не диффузионного, а термодинамического фактора, обуславливающего снижение равновесной растворимости кристаллизуемого вещества в жидкофазных каплях металла-катализатора с увеличением дисперсности катализатора. При этом в качестве лимитирующей стадии выступает стадия кристаллизации на границе кристалл / жидкость под каплей жидкофазного металла-катализатора. Получено уравнение, описывающее зависимость длины нитевидного нанокристалла от радиуса в условиях влияния термодинамического фактора. Даны рекомендации по интенсификации процессов роста нитевидных нанокристаллов полупроводниковых материалов в экзотермическом процессе реакции кристаллизации.

Экологически безопасные прозрачные противообрастающие покрытия на основе золь-гель композиции «эпоксидная смола/тетрабутоксид титана», модифицированной детонационным наноалмазом
О. Шилова, И. Глебова, В. Вощиков, В. Уголков, В. Долматов, К. Комарова, А. Иванова

🗏 : 201-218
DOI: https://doi.org/10.17277/jamt.2022.03.pp.201-218
PDF:

Прозрачные органо-неорганические покрытия для защиты оптического стекла получены по золь-гель технологии на основе гидрированной эпоксидной смолы и тетрабутоксида титана. Для улучшения их физико- механических и противообрастающих свойств в золь-гель композиции в процессе их синтеза in situ введен детонационный наноалмаз (ДНА) при варьировании его концентрации. С использованием ИК-Фурье спектроскопии, термического анализа, совмещенного с масс-спектроскопией, и стандартных методов изучения лакокрасочных покрытий исследованы процессы формирования пленкообразующих золей и органо- неорганических покрытий, а также влияние ДНА на процессы структурообразования золей и физико- механические свойства покрытий. Противообрастающие свойства разработанных покрытий, нанесенных на увеличительные стекла, испытаны в натурных условиях, морской среде, на климатической станции Совместного Российско-Вьетнамского Тропического научно-исследовательского и технологического центра (Тропический Центр, г. Нячанг, СР Вьетнам).

Тушение флуоресценции ализарина комплексона ионами йода и полититанатом калия в водных дисперсиях
Е. Кругова, А. Мельников, Д. Быков, А. Гороховский, Г. Мельников

🗏 : 219-227
DOI: https://doi.org/10.17277/jamt.2022.03.pp.219-227
PDF:

Исследованы процессы тушения флуоресценции ализарина комплексона (C19H15NO8) в водных растворах в присутствии наночастиц полититаната калия (ПТК) и диоксида титана, а также добавок йодида калия (KI) и молекулярного йода (I2). Из полученной линейной зависимости Штерна–Фольмера для тушения флуоресценции ализарина комплексона (АК) при сорбции на частицах ПТК и TiO2 определены константы тушения флуоресценции (1230 и 1020 М–1, соответственно). Показано, что тушение флуоресценции АК в обоих случаях осуществляется по механизму переноса электрона с АК, на активные центры сорбента. При исследовании процессов тушения флуоресценции АК ионами тяжелого атома йода в водных растворах системы KI–I2 получена нелинейная зависимость Штерна–Фольмера. Предположено, что тушение осуществляется по статическому механизму с образованием комплекса АК – I3 – в основном невозбужденном состоянии. Константа тушения флуоресценции АК ионами йода в водном растворе (1170 М–1) определена с помощью модифицированного уравнения Штерна–Фольмера для статического тушения. На основании полученных результатов показано, что в йод-проводящих водных растворах, используемых в фотоэлектрохимических ячейках Гретцеля, процесс тушения флуоресценции АК, адсорбированного на поверхности полупроводникового носителя, ионами йода конкурирует с процессом переноса фотогенерируемого электрона в зону проводимости полупроводника. Сделан вывод о необходимости учета данного эффекта при выборе типа полупроводника и сенсибилизирующего красителя для формирования фотоэлектрохимических элементов Гретцеля.

Графеновые нанокомпозиты, модифицированные органическими полимерами, как эффективный инструмент для удаления тяжелых металлов из водных сред
Э. Мкртчян, О. Ананьева, И. Буракова, А. Бураков, А. Ткачев

🗏 : 228-237
DOI: https://doi.org/DOI:10.17277/jamt.2022.03.pp.228-237
PDF:

Сорбционные материалы на основе оксида графена (ОГ), модифицированного хитозаном (ОГ/Х) и производным лигнина – лигносульфонатом (ОГ/ЛС), разработаны для удаления тяжелых металлов из водных сред. Технологии получения нанокомпозитов включали стадии формирования гидрогеля и его последующей лиофилизации в целях сохранения структуры пористого пространства. Синтезированные наноструктурированные сорбенты охарактеризованы с использованием просвечивающей электронной микроскопией с элементным анализом, метода термогравиметрического анализа и путем измерения площади поверхности (БET). Термогравиметрический анализ показал наличие двух температурных интервалов потери массы нанокомпозитов: 3 – 5 % при температуре до 250…270 °С и 40 – 50% – до 750…770 °С. Измеренная площадь поверхности по БЭТ для ОГ/ЛС и ОГ/Х составила 85,34 и 73,256 м2/г соответственно. Адсорбционные исследования методом ограниченного объема проводили в буферных модельных системах для Cu2+ и Pb2+ при значениях рН = 6 с использованием атомно-абсорбционной спектрометрии. По результатам проведенных экспериментальных исследований установлены эффективные составы нанокомпозитов с наилучшим соотношением исходных компонентов. Для нанокомпозита ОГ/ЛС наиболее результативным является соотношение 2 : 1, для ОГ/Х – 100 : 1. Величина адсорбционной емкости для указанных соотношений составила по свинцу: для ОГ/ЛС – 178,1 мг/г, для ОГ/Х – 197,38 мг/г; по меди: для ОГ/ЛС – 162,39 мг/г, для ОГ/Х – 186,17 мг/г.
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image