Архив

Покрытия из МАХ-фаз системы Ti–Al–C получены магнетронным распылением с плазменным ассистированием композитной мишени со стехиометрией 2Ti–1Al–1C. Изучен фазовый состав покрытия после осаждения, а также вакуумной термообработки. Проведены in-situ исследования фазовых превращений с помощью синхротронного излучения в покрытии при нагреве на воздухе до температуры 1300 С. Оценены морфология и элементный состав поверхности покрытия после окисления на воздухе. Результаты показали, что непосредственно после осаждения покрытие не кристаллизуется полностью, о чем могут говорить уширение рефлексов на дифрактограмме и изменение дифракционной картины после термообработки. Последующая вакуумная термообработка позволяет сформировать кристаллическую структуру в покрытии, фазовый состав которого представлен преимущественно смесью МАХ-фаз Ti2AlC и Ti3AlC2. In-situ исследования показали, что фазовый состав покрытия сохранялся стабильным вплоть до температуры 1090 С, при дальнейшем нагреве произошло окисление покрытия с формированием нескольких смешанных слоев, а также окисление защищаемого сплава Inconel 718. Анализ поверхности покрытия и участков скола показал, что покрытие дестабилизируется и происходит формирование нескольких существенно отличающихся как по морфологии, так и по элементному составу зон.

Исследуется актуальная проблема математического моделирования процессов экстракции растительного материала, где глубокое понимание и анализ данных процессов имеют важное значение в различных отраслях промышленности, включая пищевую, фармацевтическую и химическую. Установлено, что изучаемая математическая модель представляет собой частный случай более общей универсальной модели, описывающей тепломассоперенос в системе капиллярно-пористое тело – жидкость. Решение краевой задачи, полученное в работе с использованием экспоненциальных средних ряда Фурье, основанных на непрерывной периодической функции, выявляет свойства и аппроксимационные возможности этой модели. Теорема о сходимости модели к физической системе, описывающей процессы экстракции растительного материала, при определенных условиях подтверждает ее достоверность и применимость. Проанализированы вопросы суммируемости тригонометрических рядов в метрике соответствующего функционального пространства. Проведенное исследование предоставляет фундаментальное научное описание математической модели процессов экстракции растительного материала и подробный анализ ее свойств, открывая новые горизонты для развития данной области исследований. Представленные результаты будут полезны для специалистов в областях, связанных с экстракцией, а также для тех, кто занимается разработкой новых методов оптимизации и контроля процессов экстракции растительного материала.

Исследуется влияние сероводорода (H2S) на адгезионную прочность внутренних полимерных покрытий, используемых для защиты нефтяных трубопроводов от коррозии. Основное внимание уделено анализу механизмов разрушения покрытий в агрессивных средах, включая химические реакции H2S с неорганическими наполнителями, такими как оксид железа (Fe2O3), что приводит к образованию сульфидов и резкому снижению адгезии. Эксперименты проводились в автоклавных условиях с варьированием концентрации H2S, температуры и времени выдержки. Результаты показали, что даже минимальные концентрации H2S (> 300 Па) вызывают значительное ухудшение адгезионных свойств покрытий. Предложена модель снижения адгезии, которая позволяет прогнозировать ресурс покрытий в конкретных условиях эксплуатации. Особое внимание уделено сравнению различных типов покрытий, включая дуплексные, жидкие и порошковые системы, а также роли фенольных праймеров в их устойчивости. Установлено, что процессы диффузии и химического взаимодействия с компонентами покрытий играют ключевую роль в их долговечности. Полученные данные важны для разработки более эффективных антикоррозионных решений в нефтегазовой отрасли.

Представлены результаты сопоставительного исследования кристаллической структуры углеродных составляющих нанодисперсных жидких коллоидных препаратов на основе естественного природного графита (ЕГ) и сажи, полученных методом измельчения в сочетании с химическим расщеплением (окисление смесью азотной и серной кислот). Для исследуемых образцов определяли особенности структурного строения, средний размер частиц, электропроводность и коэффициент диффузного отражения. В результате исследований установлено существование принципиальных различий как по структуре углеродных составляющих коллоидных растворов на основе ЕГ и сажи, так и по свойствам изготовленных из них покрытий. В случае ЕГ – это нанодисперсный графит, даже после измельчения и химического расщепления, сохраняющий структуру исходного ЕГ. Несмотря на разрушение исходных кристаллитов по базисным плоскостям, образования малослойных, графеновых частиц не происходит, и образовавшиеся частицы представляют собой нанокристаллиты ЕГ и имеют трехмерно упорядоченную структуру. Углеродная составляющая сажевого коллоидного раствора также является нанодисперсным поликристаллическим графитоподобным материалом, однако имеет турбостратную структуру, присущую исходной саже. Структурные различия приводят к принципиальной разнице в свойствах покрытий, полученных из коллоидных растворов на основе ЕГ и сажи по поверхностному электросопротивлению (5,10 и 55600 кОм/кв. соответственно). Для ЕГ отражательная способность покрытий при угле наклона светового луча 60 составляла (3,0 – 5,0 %). Однако для сажи отражательная способность покрытий при угле наклона светового луча 60 составляла 0,2 – 0,3 %, что является аномально низким для углеродных материалов.

Разработана схема циркуляционного процесса производства окрашенных ремонтных деталей из композиционных материалов с использованием частиц лакокрасочного тумана, уловленных мультивихревым сепаратором. Исследована возможность повторного использования данных частиц для частичной замены наполнителя при производстве автомобильных изделий из композитов. Проведена оценка механических, химических и адгезионных свойств полученных композитов в целях проверки их соответствия отраслевым стандартам. Для характеристики уловленных частиц применялись дисперсионный анализ, рентгенофлуоресцентная спектроскопия и элементный анализ. Изготовлены образцы композитов с содержанием регенерированных частиц от 0 до 20 мас. % и проведены их испытания на растяжение, изгиб и адгезию. Установлено, что уловленные частицы (размером 2,8…1445 мкм) в основном содержат диоксид кремния (SiO2), диоксид свинца (PbO2) и диоксид титана (TiO2), известные своей способностью улучшать свойства композитов. При введении 20 мас. % частиц предел прочности при растяжении увеличился на 13,3 %, в то время как прочность при изгибе снизилась на 18 %. Показатели адгезии оставались в пределах значений для контрольного образца, что подтверждает практическую применимость технологии. Результаты исследования показали, что повторное использование лакокрасочного тумана соответствует принципам циркулярной экономики, позволяя реализовать разработанную схему, сократить объем отходов без ущерба для механических характеристик композитного материала.

В настоящее время одним из направлений разработки новых мультимодальных контрастных агентов для методов магнитно-резонансной и компьютерной томографии является создание препаратов на основе наночастиц нерастворимых соединений Gd3+. Поверхность таких наночастиц можно функционализировать якорными молекулами или группами, селективными относительно определенных биополимеров. В представленной работе предложен новый метод для создания таких селективных структур. На первом этапе процесса получены наночастицы Gd2O3 с размером 1…2 нм, стабилизированные на поверхности малослойных графеновых фрагментов (МГФ). Последующая графитизация поверхности частиц Gd2O3/МГФ позволила получить частицы со структурой типа ядро-оболочка (Gd2O3/МГФ)@C. Обработка частиц (Gd2O3/МГФ)@C парами азотной кислоты привела к формированию поверхностных карбоксильных групп. При взаимодействии (Gd2O3/МГФ)@C-COOH с SOCl2 выделены частицы (Gd2O3/МГФ)@C-COCl. При замещении атомов хлора в составе ацилхлоридных групп получены сложные эфиры, содержащие аллиловые фрагменты (Gd2O3/МГФ)@CCOOAll или молекулы специфического ингибитора ангиотензин-превращающего фермента каптоприла. Все продукты охарактеризованы методами просвечивающей электронной микроскопией, термогравиметрического анализа, ИК- и рентгено-фотоэлектронной спектроскопией. Показано, что функционализация карбоксильными, ацилхлоридными группами, как и молекулами каптоприла и аллиловыми фрагментами не меняет морфологию частиц, а размер Gd2O3 остается неизменным. Представлены результаты оценки цитотоксичности частиц (Gd2O3/МГФ)@C-COOH, (Gd2O3/МГФ)@C-COOAll и (Gd2O3/МГФ)@C-каптоприл.

Исследовано влияние нанодисперсного вольфрама на инициирование горения составов системы W–ПТФЭ–Al при ударно-волновом или тепловом воздействии. Установлено, что воспламенение в исследуемых составах инициируется при 1000…1060 C с интенсивным ростом температуры до 1700 C. Механизм и локализация синтеза при ударно-волновом нагружении исследуемых составов в ампулах сохранения зависит от содержания алюминия. Составы с низким содержанием алюминия (5–10 мас. %) инициируются в области с низким давлением (в верхней части ампулы), тогда как составы с высоким содержанием Al (20–30 мас. %) в области с высоким давлением (в нижней части ампулы). Состав 72W–18ПТФЭ–10Al продемонстрировал наибольшее энерговыделение, так как привел к почти полному разрушению ампулы (70 % длины). Использование нанодисперсного вольфрама позволило инициировать синтез ударно-волновым нагружением в составе 56W–14ПТФЭ–30Al и установить изменение структуры по длине образца. В результате ударно-волнового нагружения составов 64W–16ПТФЭ–20Al и 56W–14ПТФЭ–30Al полученные продукты синтеза подвержены диспергированию под действием атмосферной влаги без изменения фазового состава