Архив

В результате анализа термодинамических, металлографических и структурных данных построены различные ти- пы диаграмм состояний системы алюминий – магний: проекции линий максимальной растворимости на плоскость температура – состав; P – T-диаграмма состояния; изобарное сечение P – T – x-диаграммы состояния при давлении 100 Па и изотермическое при температуре 420 °С; диаграмма состояния в координатах PMg–T. Приведенные варианты изображения равновесия могут оказаться полезными при выборе условий получения и эксплуатации сплавов системы алюминий – магний.

Углеродные волокна (УВ) на основе ПАН, полученные в интервале температур от 1290 до 3000 °С исследовали методом рамановской спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Показано, что параметр ID/IG (соотношение интегральных интенсивностей спектральных полос D и G), измеренный на поверхности УВ при повышении температуры обработки снижается одновременно с ростом размеров кристаллитов Lа и Lс и снижением межслоевого расстояния d002. Из соотношения Туинстры–Кёнига рассчитаны значения размеров кристаллитов Lа. Показано, что кристаллическая структура высокопрочных УВ отличается высокой однородностью, высокомодульное УВ на основе ПАН имеет максимальные размеры кристаллитов на поверхности УВ и минимальные – в их центре. Показано, что при графитации УВ в интервале температур 2500…3000 °С скорости роста кристаллитов на периферии примерно в 5 раз выше, чем в их центре. Полученные данные являются независимым подтверждением адекватности структурной модели Беннета и Джонсона для УВ на основе ПАН.

Ужесточение экологических стандартов и запрет на холодный пуск двигателей внутреннего сгорания в северных странах ЕС (Швеция, Норвегия, Финляндия), северных регионах США и Канады привел к развитию новой индустрии, которая предполагает разработку и внедрение средств электроподогрева для автотранспортной техники. Как правило, такие системы электроподогрева требуют внешнего источника электропитания, что, с одной стороны, является недос- татком, с другой – позволяет использовать специализированные источники электропитания без нагрузки на АКБ. Для РФ проблемы эксплуатации автотранспортной техники в условиях низких температур не менее важны, одна- ко отсутствие законодательной поддержки и сложности с пониманием данных вопросов не приводят к массовому рас- пространению устройств электроподогрева. Одной из самых важных существующих проблем распространения уст- ройств электроподогрева в РФ является отсутствие элементной базы, так как нагреватели и материалы для их разра- ботки в основном импортируются из зарубежных стран. Импорт таких материалов в РФ опасен их фальсификацией. В то же время появившиеся новые материалы, разработанные в РФ, позволяют изготовить электронагреватели нового поколения. При этом они обладают целым рядов новых функциональных свойств, которые положительно сказывают- ся на их надежности и эксплуатационной эффективности. Адаптация таких материалов для применения в условиях автотранспортной техники требует детального анализа условий, в которых их планируется использовать, а также опы- та применения близких по функциональному назначению устройств. Представлен обзор существующих систем и устройств электронагрева, которые можно использовать в качестве предпусковой подготовки узлов автотранспортной техники в целях снижения токсичности выхлопных газов при пуске бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания при их эксплуатации в зимний период времени.

Для изучения неравновесных процессов синтеза материалов и покрытий изделия на макро-, мезо-, микро- и нано- структурном уровнях целесообразно дополнить основными принципами физико-химического анализа: непрерывности – рассмотрением диссипации энергии при формировании структур и фаз; соответствия – фрактальными представле- ниями геометрических образов; совместимости – изучением возможных путей эволюции системы. Переход от мета- стабильных к неравновесным процессам при физико-химическом анализе диаграмм состояния и соответствующим им комплексным топологическим и фрактальным моделям позволяет определить возможность и вероятность фазовых переходов и превращений структур, а также механизмы их реализации. На основе положений физико-химического анализа фазовой диаграммы углерода рассмотрены термодинамиче- ские условия образования алмаза, а также возможность и вероятность различных механизмов синтеза алмазных нано- структурных материалов в неравновесных условиях. Показано, что синтез наноструктурных поликристаллов из нано- размерных порошков алмаза в зависимости от состояния поверхности частиц может происходить как по диффузион- ному механизму, так и путем, более подобным каталитическому с использованием сочетания механизмов роста кри- сталлитов и поликристаллов за счет перестройки микрогруппировок графита в алмазную структуру. Предполагается, что наноразмерные частицы алмаза обладают каталитическими свойствами и могут выступать в качестве активаторов фазового превращения графита в алмаз при высоких давлениях и температурах. Определены технологические параметры получения алмазных поликристаллических материалов из детонационных нанодисперс- ных порошков алмаза после химической очистки и наноразмерных порошков алмаза с неалмазными формами углеро- да на поверхности.

Разработана комбинация метода предполагаемой естественной деформации на основе смещения и метода по- верхностей выборки для изопараметрического четырехугольного четырехузлового элемента пластины. Рассмотрены распределения смещений в соответствии с формулировкой более высокого порядка, которая дает нелинейные дефор- мации поперечного сдвига. Паразитным деформациям поперечного сдвига противодействует метод предполагаемой естественной деформации. Показаны преимущества настоящего подхода для трехмерного анализа напряжений струк- тур пластинчатого типа.

Приведено описание бесконтактного аэродинамического метода измерений вязкости по амплитуде вынужденных колебаний поверхности контролируемой жидкости и устройства для его реализации. Колебания возбуждаются газовой струей переменой интенсивности. Сложность функции измерений вязкости рассматриваемым методом затрудняет определение степени влияния плотности контролируемой жидкости на результаты измерений. Представлена методика определения чувствительности измерительного устройства к влияющим величинам по функции измерений, имеющей сложный вид.

С использованием разработанной математической модели динамики циклических адсорбционных процессов раз- деления газовых смесей проведены численные исследования тепло- и массообменных процессов в установке КБА (PSA) при обогащении воздуха кислородом. Исследованы различные программы изменения степени открытия впуск- ных и сбросных клапанов установки КБА (PSA) с точки зрения обеспечения максимальной степени концентрирования кислорода, заданного значения чистоты продукционного газа и допустимой скорости газового потока в «лобовом» слое адсорбента, при которой достигается сбережение дорогостоящего гранулированного адсорбента от разрушения.

С использованием методов метрологии и теории теплопроводности разработаны математические модели относи- тельных погрешностей измерения объемной теплоемкости и коэффициента температуропроводности твердых мате- риалов методом линейного импульсного источника теплоты, благодаря которой создана методика выбора оптималь- ных условий проведения процесса обработки экспериментальных данных, основного конструкционного размера измерительного устройства, а также оптимальной длительности теплового импульса.