Научный архив: статьи

В статье рассматривается проблема оптимизации процессов сушки арболита - экологически ориентированного композитного материала на основе древесного заполнителя и цементного вяжущего. Недостаточная изученность физико-химических процессов твердения и нестационарного массопереноса приводит к образованию усадочных дефектов и снижению прочностных характеристик изделий. Целью работы является разработка математической модели, описывающей распределение влагосодержания в блоке-сырце при различных граничных условиях. В основу исследования положено нелинейное дифференциальное уравнение А. В. Лыкова для капиллярно-пористых тел. Получено аналитическое решение задачи с использованием безразмерных критериев подобия (Фурье, Кирпичева) для трех технологических схем размещения блоков: на проницаемом, непроницаемом и частично проницаемом основании. Проведен численный эксперимент, демонстрирующий пространственно-временную эволюцию влажностного поля. Результаты показывают, что схема с непроницаемым основанием вызывает асимметрию профиля влажности и риск трещинообразования, тогда как частично проницаемый настил обеспечивает оптимальный баланс между скоростью сушки и качеством структуры. Разработанная модель позволяет прогнозировать дефекты и может служить основой для создания цифрового двойника технологического процесса.

В данной работе предложен способ получения защитного покрытия на основе наночастиц диоксида титана, синтезированного золь-гель методом, на конструкционной высококачественной низкоуглеродистой стали. Разработан и оптимизирован технологический процесс, включающий последовательные стадии подготовки поверхности металла, нанесения покрытия и фиксацию данного покрытия на металле. Изучены морфология поверхности оксидного покрытия методами рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии, а также его защитные свойства в соответствии с ГОСТ 9.302-881. [35] Рассмотрены перспективы применения полученных наноструктурированных покрытий для повышения коррозионной стойкости стальных конструкций.

Рассмотрены результаты экспериментальных исследований вяжущей композиции «феррохромовый шлак – жидкое стекло» с целью оптимизации состава и изучения влияния на него различных качественных и количественных факторов. Представлены результаты математического планирования, а также данные натурного эксперимента и оценки адекватности математической модели. Приведены расчеты экстремума полученной математической функции в пятимерном факторном пространстве и определены значения варьируемых факторов, соответствующих максимальной прочности системы «феррохромовый шлак – жидкое стекло».